Today, I am going to show you how this tablet and this virtual-reality headset that I'm wearing are going to completely revolutionize science education. And I'm also going to show you how it can make any science teacher more than twice as effective. But before I show you how all of this is possible, let's talk briefly about why improving the quality of science education is so vitally important.
Сегодня я покажу вам, как этот планшет и гарнитура виртуальной реальности, которая на мне надета, кардинально и полностью изменят естественнонаучное образование. А ещё я покажу вам, как это удвоит эффективность работы учителей естествознания. Но перед тем, как я покажу, как можно всего этого достичь, давайте немного обсудим, почему повышение качества естественнонаучного образования жизненно необходимо.
If you think about it, the world is growing incredibly fast. And with that growth comes a whole list of growing challenges, challenges such as dealing with global warming, solving starvation and water shortages and curing diseases, to name just a few.
Если вы задумаетесь об этом, то поймёте, что мир развивается невероятно быстро. Но это развитие также увеличивает количество вызовов, встающих перед нами, таких как глобальное потепление, голод и недостаток воды, а также лечение болезней — и это лишь некоторые из проблем.
And who, exactly, is going to help us solve all of these great challenges? Well, to a very last degree, it is these young students. This is the next generation of young, bright scientists. And in many ways, we all rely on them for coming up with new, great innovations to help us solve all these challenges ahead of us. And so a couple of years back, my cofounder and I were teaching university students just like these, only the students we were teaching looked a little bit more like this here.
А кто именно поможет нам решить все эти серьёзные проблемы? В конечном счёте — вот эти молодые студенты. Это следующее поколение молодых блестящих учёных. И во многих смыслах мы полагаемся на их способность додуматься до новых великих решений, которые помогут нам справиться со всеми стоя́щими перед нами проблемами. Итак, пару лет назад мы с соучредителем обучали студентов университета, таких как эти, только наши студенты выглядели скорее вот так.
(Laughter)
(Смех)
And yes, this is really the reality out there in way too many universities around the world: students that are bored, disengaged and sometimes not even sure why they're learning about a topic in the first place.
Да, таково реальное положение дел в очень многих университетах мира: студентам скучно, они не заинтересованы и иногда даже не знают, зачем вообще они изучают этот предмет.
So we started looking around for new, innovative teaching methods, but what we found was quite disappointing. We saw that books were being turned into e-books, blackboards were being turned into YouTube videos and lecture hall monologues were being turned into MOOCs -- massive online open courses. And if you think about it, all we're really doing here is taking the same content and the same format, and bringing it out to more students -- which is great, don't get me wrong, that is really great -- but the teaching method is still more or less the same, no real innovation there.
Итак, мы начали поиск новых, продвинутых методов обучения, но результаты оказались довольно неутешительными. Мы увидели, что вместо бумажных книг предлагают электронные, вместо чёрных досок — видео с YouTube, а монологи в лекционном зале заменяются на MOДК — массовые открытые дистанционные курсы. Если вы задумаетесь над этим, всё, чем мы занимаемся, — это берём то же самое содержание и тот же самый формат и даём их бóльшему числу студентов. Это отлично, не поймите меня неправильно, это прекрасно, но метод обучения остаётся более-менее таким же, настоящего обновления не происходит.
So we started looking elsewhere. What we found was that flight simulators had been proven over and over again to be far more effective when used in combination with real, in-flight training to train the pilots. And so we thought to ourselves: Why not just apply that to science? Why not build a virtual laboratory simulator?
Мы изменили направление поиска и обнаружили многочисленные доказательства того, что авиасимуляторы гораздо эффективнее, если их использовать при обучении пилотов вместе с настоящими учебными полётами. И мы подумали: почему бы не применить это к естественным наукам? Почему бы не создать симулятор виртуальной лаборатории?
Well, we did it. We basically set out to create a fully simulated, one-to-one, virtual reality laboratory simulator, where the students could perform experiments with mathematical equations that would simulate what would happen in a real-world lab. But not just simple simulations -- we would also create advanced simulations with top universities like MIT, to bring out cutting-edge cancer research to these students. And suddenly, the universities could save millions of dollars by letting the students perform virtual experiments before they go into the real laboratory. And not only that; now, they could also understand -- even on a molecular level inside the machine -- what is happening to the machines. And then they could suddenly perform dangerous experiments in the labs as well. For instance also here, learning about salmonella bacteria, which is an important topic that many schools cannot teach for good safety reasons. And we, of course, quiz the students and then give the teachers a full dashboard, so they fully understand where the students are at.
И мы это сделали. По существу, мы начали создавать полностью смоделированный, один в один, виртуальный симулятор реальной лаборатории, где студенты могли бы проводить эксперименты с математическими уравнениями, которые моделировали то, что происходило бы в реальной лаборатории. Но не только простое моделирование, мы также создали усложнённое моделирование совместно с лучшими университетами, такими как MIT, чтобы показать этим студентам передовые исследования рака. И выяснилось, что университеты могли бы экономить миллионы долларов, давая студентам проводить виртуальные эксперименты перед тем, как они пойдут в реальную лабораторию. И это ещё не всё; они также могли бы понять — даже на молекулярном уровне внутри прибора, — что происходит в приборе. Кроме того, они могли бы проводить в лаборатории опасные эксперименты. Например, как в случае с изучением бактерии сальмонеллы, что очень важно, но многие учебные заведения не могут этому обучать из соображений безопасности. Мы, конечно же, тестируем студентов, и преподаватели получают графики с полной информацией и знают, на каком этапе находятся студенты.
But we didn't stop there, because we had seen just how important meaning is for the students' engagement in the class. So we brought in game designers to create fun and engaging stories. For instance, here in this case, where the students have to solve a mysterious CSI murder case using their core science skills.
Мы не остановились на достигнутом, так как увидели, насколько важно содержание для вовлечённости студентов на занятиях. Мы привлекли разработчиков игр, чтобы создать забавные и увлекающие истории. Например, в данном случае, где студентам нужно быть криминалистами, распутывающими загадочное убийство с помощью основных научных навыков.
And the feedback we got when we launched all of this was quite overwhelmingly positive. Here we have 300 students, all passionately solving CSI murder cases while learning core science skills. And what I love the most about this is really when the students come up to me sometimes afterwards, all surprised and a little confused, and say, "I just spent two hours in this virtual lab, and ... and I didn't check Facebook."
И отклик, который мы получили после внедрения всего этого, был невероятно положительным. Здесь 300 студентов, все увлечённо разгадывают дела об убийстве, как криминалисты, одновременно получая базовые научные навыки. И что мне больше всего в этом нравится — это когда после занятия студенты иногда подходят ко мне, удивлённые и слегка озадаченные, и говорят: «Я провёл 2 часа в этой виртуальной лаборатории и ни разу не проверил Facebook».
(Laughter)
(Смех)
That's how engaging and immersive this really is for the students.
Вот насколько сильно вовлекаются и погружаются в это студенты.
And so, to investigate whether this really worked, a learning psychologist did a study with 160 students -- that was from Stanford University and Technical University of Denmark. And what they did is split the students into two groups. One group would only use the virtual laboratory simulations, the other group would only use traditional teaching methods, and they had the same amount of time. Then, interestingly, they gave the students a test before and after the experiment, so they could clearly measure the learning impact of the students. And what they found was a surprisingly high 76 percent increase in the learning effectiveness when using virtual laboratories over traditional teaching methods.
И чтобы выяснить, действительно ли это работает, психолог, специалист по обучению, провёл исследование с участием 160 студентов из Стэнфордского университета и Технического университета Дании. Студентов разделили на две группы. Одна группа должна была использовать только виртуальный симулятор лаборатории, а другая — только традиционные методы обучения, и у них было одинаковое количество времени. Интересно, что студентов протестировали до и после эксперимента, чтобы можно было точно определить прогресс в их обучении. И они обнаружили неожиданное увеличение эффективности обучения на целых 76% при использовании виртуальных лабораторий по сравнению с обычным обучением.
But even more interestingly, the second part of this study investigated what the teacher's impact was on the learning. And what they found was that when you combined the virtual laboratories with teacher-led coaching and mentoring, then we saw a total 101 percent increase in the learning effectiveness, which effectively doubles the science teacher's impact with the same amount of time spent. So a couple of months back, we started asking ourselves -- we have a wonderful team now of learning psychologists and teachers and scientists and game developers -- and we started asking ourselves: How can we keep ourselves to our promise of constantly reimagining education?
Но что ещё интереснее, во второй части этого исследования изучалось, каково влияние преподавателя на обучение. И обнаружилось, что при сочетании виртуальных лабораторий с кураторством и наставничеством преподавателя суммарное увеличение эффективности обучения достигает 101%, то есть эффективность преподавателя естественных наук возрастает в 2 раза при тех же временны́х затратах. Итак, пару месяцев назад мы спросили себя — а у нас теперь отличная команда психологов в области обучения, преподавателей, учёных и разработчиков игр — и мы спросили себя: как мы можем выполнить своё обещание постоянно пересматривать образование?
And today, I am really excited to be presenting what we came up with and have been working incredibly hard to create. I will explain briefly what this is. Basically, I take my mobile phone -- most students already have these, smartphones -- and I plug it into this virtual-reality headset, a low-cost headset. And now what I can effectively do is, I can literally step into this virtual world. We'll have some of you in the audience also get to try this, because it is really something that you have to try to fully feel how immersive it really is. It literally feels like I just stepped inside this virtual lab. Do you see me up on the screen?
И сегодня я с волнением представляю результат нашей работы — то, над созданием чего мы так усердно работали. Коротко объясню, что это такое. Собственно, я беру свой мобильный телефон — у большинства студентов уже есть вот такие смартфоны — и вставляю его в эту недорогую гарнитуру виртуальной реальности. И теперь я действительно могу это сделать — в буквальном смысле войти в виртуальный мир. Мы дадим некоторым из вас в зале тоже попробовать, потому что это то, что нужно попробовать, чтобы прочувствовать, насколько в него погружаешься. Я буквально ощущаю, будто только что вошёл в виртуальную лабораторию. Вы видите меня вверху на экране?
Audience: Yes.
Аудитория: Да.
Michael Bodekaer: Great! Awesome.
Майкл Бодекер: Отлично! Здóрово!
So basically, I have just turned my mobile phone into a fully simulated, million-dollar Ivy League laboratory with all this amazing equipment that I can interact with. I can, for instance, pick up the pipette and do experiments with it. I have my E-Ggel, my PCR and -- oh, look there, I have my next-generation sequencing machine, and there I even have my electron microscope. I mean, who's carrying around an electron microscope in their pocket? And here I have my machine, I can do different experiments on the machine. And over here I have the door, I can go into other experiments, I can perform in the laboratories. And here, I have my learning tablet. This is an intelligent tablet that allows me to read about relevant theory. As you can see, I can interact with it. I can watch videos and see content that is relevant to the experiment that I'm performing right now. Then over here, I have Marie. She is my teacher -- my lab assistant -- and what she does is guides me through this whole laboratory. And very soon, the teachers will be able to literally teleport themselves into this virtual world that I'm in right now and help me, guide me, through this whole experiment.
Итак, я только что превратил свой мобильный телефон в полностью смоделированную лабораторию на миллион долларов, со всем этим впечатляющим оборудованием, на котором можно работать. Например, я могу взять пипетку и провести эксперимент. У меня есть устройства для электрофореза, ПЦР и, посмотрите, прибор для секвенирования следующего поколения, а тут даже электронный микроскоп. Ну, кто ещё носит электронный микроскоп в кармане? А здесь моё устройство, я могу проводить на нём эксперименты. А здесь — дверь, я могу перейти к другим экспериментам, которые можно проводить в лабораториях. А вот мой обучающий планшет. Это умный планшет, который даёт мне соответствующие теоретические знания. Как видите, я могу с ним взаимодействовать. Я могу смотреть видео и изучать материалы, относящиеся к эксперименту, который я сейчас провожу. А это Мари. Она мой преподаватель, мой ассистент в лаборатории, она сопровождает меня по всей этой лаборатории. И очень скоро преподаватели буквально смогут телепортироваться в этот виртуальный мир, где я сейчас нахожусь, и помогать мне, наставлять в течение всего эксперимента.
And now before I finalize this, I want to show you an even cooler thing, I think -- something you cannot even do in real laboratories. This is a PCR machine. I'm now going to start this experiment. And what I just did is literally shrunk myself a million times into the size of a molecule -- and it really feels like it, you have to try this. So now it feels like I'm standing inside the machine and I'm seeing all the DNA, and I see the molecules. I see the polymerase and the enzymes and so forth. And I can see how in this case, DNA is being replicated millions of times, just like it's happening inside your body right now. And I can really feel and understand how all of this works.
И перед тем как закончить, я хочу показать вам нечто ещё более забавное, как мне кажется, то, что вы не сможете сделать в реальных лабораториях. Это прибор для ПЦР. И вот я начинаю эксперимент. Только что я буквально уменьшил себя в миллион раз, до размера молекулы, и я реально так себя ощущаю — вы должны попробовать. Теперь я чувствую себя так, будто нахожусь внутри прибора и вижу ДНК и другие молекулы. Я вижу полимеразу, ферменты и так далее. И в данном случае я могу видеть, как ДНК реплицируется миллионы раз, именно так, как это происходит сейчас в вашем организме. И я могу по-настоящему почувствовать и понять, как всё это работает.
Now, I hope that gives you a little bit of a sense of the possibilities in these new teaching methods. And I want to also emphasize that everything you just saw also works on iPads and laptops without the headsets. I say that for a very important reason. In order for us to really empower and inspire the next generation of scientists, we really need teachers to drive the adoption of new technologies in the classroom. And so in many ways, I believe that the next big, quantum leap in science education lies no longer with the technology, but rather with the teachers' decision to push forward and adopt these technologies inside the classrooms. And so it is our hope that more universities and schools and teachers will collaborate with technology companies to realize this full potential.
Надеюсь, это дало вам некоторое представление о возможностях этих новых методов обучения. Ещё я хочу подчеркнуть, что всё, что вы сейчас видели, также работает на айпэдах и ноутбуках без гарнитур. Я говорю об этом по очень важной причине. Для того, чтобы действительно заинтересовать и вдохновить следующее поколение учёных, нужно, чтобы преподаватели продвигали использование новых технологий в учебных классах. И во многих отношениях, я считаю, что следующий большой качественный скачок в естественнонаучном образовании связан уже не с технологией, а скорее с решением преподавателей сделать шаг вперёд и начать использовать эти технологии в учебных классах. И мы надеемся, что всё больше университетов и школ, а также учителей будут сотрудничать с технологическими компаниями для полноценной реализации этих возможностей.
And so, lastly, I'd like to leave you with a little story that really inspires me. And that is the story of Jack Andraka. Some of you might already know him. Jack invented a new, groundbreaking low-cost test for pancreatic cancer at the age 15. And when Jack shares his story of how he did this huge breakthrough, he also explains that one thing almost prevented him from making this breakthrough. And that was that he did not have access to real laboratories, because he was too inexperienced to be allowed in.
Итак, в заключение я хочу рассказать вам небольшую историю, которая меня вдохновляет. Это история Джека Андраки. Возможно, кто-то из вас о нём уже знает. Джек изобрел новый, революционный и дешёвый тест для рака поджелудочной железы в возрасте 15 лет. И когда Джек рассказывает, как он совершил этот существенный прорыв, он также объясняет, что одна вещь почти помешала ему сделать этот прорыв. И это было отсутствие доступа в настоящие лаборатории, потому что он был слишком неопытен, чтобы его туда допустили.
Now, imagine if we could bring Ivy League, million-dollar virtual laboratories out to all these students just like Jack, all over the world, and give them the latest, greatest, most fancy machines you can imagine that would quite literally make any scientist in here jump up and down out of pure excitement. And then imagine how that would empower and inspire a whole new generation of young and bright scientists, ready to innovate and change the world.
Теперь представьте, если бы мы могли предоставить виртуальные лаборатории на миллионы долларов всем этим студентам, таким как Джек, во всём мире, и дать им новейшие, наилучшие, самые совершенные приборы, которые заставили бы любого сидящего здесь учёного буквально прыгать от восхищения. А теперь представьте, как бы это могло вдохновить новое поколение молодых блестящих учёных, готовых усовершенствовать и менять мир.
Thank you very much.
Большое спасибо!
(Applause)
(Аплодисменты)