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.
Idag ska jag visa er hur denna surfplatta och dessa virtual reality-glasögon jag har på mig helt kommer att revolutionera utbildning i vetenskap. Och jag ska också visa er hur det kan göra läraren dubbelt så effektiv. Men innan jag visar er hur allt detta är möjligt, låt mig helt kort nämna varför det är så viktigt att förbättra utbildningen inom vetenskapliga ämnen.
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.
Om du tänker på det, så växer världen otroligt fort. Och med det som växer följer växande utmaningar, utmaningar som att hantera global uppvärmning, lösa svält och vattenbrist och bota sjukdomar, för att bara nämna några.
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.
Och vem ska hjälpa oss att lösa dessa stora utmaningar? Ja, om inte förr så blir det dessa unga elever. Detta är nästa generation av unga, smarta vetenskapsmän. Och på många sätt är vi alla beroende av att de kommer på nya fantastiska uppfinningar som hjälper oss att lösa dessa utmaningar vi står inför. För några år sedan undervisade min medgrundare och jag högskolestudenter som dessa, fast de elever vi undervisade såg mer ut som dessa.
(Laughter)
(Skratt)
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.
Och ja, detta är den verklighet vi har på många högskolor och universitet runt om i världen. Eleverna är uttråkade och oengagerade och ibland förstår de inte ens varför de måste lära sig ämnet över huvudtaget.
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.
Så vi började att se oss omkring efter nya innovativa utlärningsmetoder, men vad vi fann var en besvikelse. Vi såg böcker som blev e-böcker, innehåll på svarta tavlan som blev videor på YouTube och monologer som blev föreläsningar i MOOCs - öppna kurser på internet. Och när man tänker på det, allt som har hänt är att man tagit samma innehåll och samma format, och nått ut till fler studenter - vilket är jättebra, förstå mig rätt, det är verkligen bra - men sättet att lära ut är i stort sett samma, ingen verkligen förnyelse där.
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?
Så vi började se oss om på andra ställen. Vi fann att flygsimulatorer om och om igen bevisats vara långt mera effektiva när de kombinerades med riktig flygning för att träna piloterna. Då tänkte vi för oss själva: Varför inte bara applicera det på naturvetenskap? Varför inte göra en virtuell laboratoriesimulator?
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.
Så, det var det vi gjorde. Vår ambition var att skapa en helt simulerad, ett-till-ett, virtual reality laboratoriesimulator, där eleverna kunde genomföra experiment med matematiska ekvationer som skulle simulera vad som skulle hänt i ett riktigt laboratorium. Men inte bara enkla simuleringar - vi skulle skapa avancerade simuleringar med högt rankade universitet som MIT, för att visa den allra senaste forskningen kring cancer för eleverna. Och plötsligt kunde universiteten spara miljoner dollar genom att låta studenterna genomföra virtuella experiment innan de går in i ett riktigt laboratorium. Och inte bara det; nu kunde de också förstå - till och med på molekylär nivå i maskineriet - vad som händer med maskinerna. Och sen kunde de plötsligt också genomföra farliga experiment i labbet. Till exempel så kunde de här lära sig om salmonellabakterien, som är ett viktigt ämne som många skolor inte kan lära ut på grund av säkerhetsskäl. Och vi testar naturligtvis eleverna och ger lärarna en full instrumentpanel så att de till fullo kan se vad studenterna gör.
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.
Men vi stannade inte där, för vi vet hur viktigt det är att eleverna förstår vitsen för att de ska engagera sig. Så vi tog in speldesigners för att skapa roliga och engagerande historier. Till exempel, i det här fallet, måste studenterna lösa ett mystiskt mordfall med sina vetenskapliga kunskaper.
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."
Återkopplingen vi fick när vi sjösatte allt detta var översvallande positiv. Här hade vi 300 studenter, som alla passionerat undersökte mordplatser medan de lärde sig grundläggande vetenskap Och vad jag tycker bäst om med detta är när eleverna ibland kommer till mig efteråt förvånade och lite förvirrade, och säger "jag var just två timmar i det här virtuella labbet och... och jag kollade inte Facebook."
(Laughter)
(Skratt)
That's how engaging and immersive this really is for the students.
Så engagerade och uppslukade blir studenterna.
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.
Och för att undersöka om detta verkligen funkade, gjorde en psykologstudent en studie med 160 elever - och de var från Stanforduniversitetet och Tekniska universitetet i Danmark. Och vad de gjorde var att dela upp eleverna i två grupper. Ena gruppen skulle bara använda den virtuella labsimulatorn, den andra gruppen skulle bara använda traditionella metoder, och de hade samma inlärningstid. Intressant nog, gav de eleverna ett prov före och efter experimentet, så att de tydligt kunde mäta vad de lärt sig. Och de fann en häpnadsväckande 76-procentig ökning i inlärningseffektivitet när de använde virtuella laboratorier jämfört med traditionella metoder.
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?
Men ännu mer intressant är den andra delen av det studien undersökte, nämligen lärarens påverkan på lärandet. Och de fann att när man kombinerar virtuella laboratorier med lärarlett stöd och mentorskap så såg vi en 101-procentig ökning i inlärningseffektivitet, vilket fördubblar lärarens påverkan på samma lektionstid. Så för några månader sedan, började vi fråga oss själva - vi har nu en underbar grupp av psykologstudenter och lärare och vetenskapsmän och spelutvecklare - och vi började fråga oss själva: Hur kan vi hålla vårt löfte om att alltid tänka utanför ramarna gällande utbildning?
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?
Jag är riktigt spänd inför att få presentera för er vad vi kom fram till och vad vi har jobbat otroligt hårt för att skapa. Jag ska förklara helt kort vad det här är. Grunden är att jag tar min mobiltelefon - de flesta elever har redan en sån, smartphone - och pluggar in den i de här billiga virtual reality-glasögonen. Och det jag effektivt kan göra nu är, att jag bokstavligen kan stiga in i den här virtuella världen. Vi kommer att låta några ur publiken att testa dessa, för det är verkligen något som man måste pröva för att helt förstå hur uppslukande det är. Det känns verkligen som jag just gått in i det här virtuella labbet. Ser du mig på skärmen?
Audience: Yes.
Publiken: Ja.
Michael Bodekaer: Great! Awesome.
Underbart. Så bra.
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.
Så det jag helt enkelt gjort är att jag har gjort min telefon till ett helt simulerat, miljondollars-, första klassens laboratorium med all fantastisk utrustning som jag kan interagera med. Jag kan till exempel plocka upp pipetten och göra experiment med den. Jag har E-G gel, PCR, och se där, jag har nästa generations sekvensmaskin, och där har jag till och med ett elektronmikroskop. Jag menar, vem går omkring med ett elektronmikroskop i fickan? Och där har jag min dator, Jag kan göra olika experiment på datorn. Och där borta har jag dörren, där jag kan gå till andra experiment. Jag kan utföra saker i laboratorierna. Och här har jag min surfplatta. Det är en intelligent platta som låter mig läsa relevant teori. Och som ni ser kan jag interagera med den. Jag kan titta på film och se innehåll som är relevant för det experiment som jag ska göra just nu. Och här borta har jag Marie. Hon är min lärare, min labbassistent, och hon guidar mig genom hela laboratoriet. Och väldigt snart, kommer lärarna ha möjlighet att teleportera sig själva till denna virtuella värld som jag är i just nu, för att kunna hjälpa och styra mig genom hela experimentet.
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.
Och nu innan jag avslutar detta, vill jag visa er vad jag tror är en ännu fräckare sak - något som du inte kan göra ens i riktiga laboratorier. Det här är en PCR-maskin. Jag ska starta experimentet. Och det jag just gjorde var att jag krympte mig själv till en miljondel, till storleken av en molekyl - och det känns verkligen så, ni måste prova. Så nu känns det som jag står inne i maskinen och jag ser all DNA och jag ser molekylerna. Jag ser polymererna och enzymerna och så vidare. Och jag kan se hur, i detta fall, DNA blir replikerat miljoner gånger, precis som det sker i era kroppar just nu. Och jag får verkligen en förståelse för hur det här fungerar.
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.
Jag hoppas att det ger er en liten känsla för de möjligheter som dessa nya inlärningsmetoder har. Och jag vill också poängtera att allt som du just sett också fungerar på iPads och laptops utan VR-glasögon. Jag säger det av en speciell anledning. För att vi skall kunna stärka och inspirera nästa generation av vetenskapsmän, behöver vi lärare som driver tillämpningen av nya tekniker i klassrummet. Och på många sätt, tror jag att nästa gigantsteg inom vetenskaplig utbildning inte ligger inom tekniken, utan snarare i lärarens beslut att ta till sig och använda dessa tekniker i klassrummet. Och det är vår förhoppning att fler universitet, skolor och lärare kommer att samarbeta med teknikföretag för att inse denna fulla potential.
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.
Och så, till sist, skulle jag vilja berätta en liten historia, som inspirerar mig. Och det är historien om Jack Andraka. Några av er känner kanske till honom. Jack uppfann ett nytt, banbrytande test för bukspottskörtelcancer till låg kostnad vid femton års ålder. Och när Jack berättar sin historia om hur han lyckades med genombrottet tar han också med något som nästan hindrade honom från att göra detta genombrott. Och det var att han inte hade tillgång till riktiga laboratorier för att han var för oerfaren för att bli insläppt.
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.
Tänk er om vi kunde ta första klassens, miljondollars, virtuella labb ut till alla dessa elever som Jack över hela världen, och ge dem de senaste, häftigaste och bästa apparater du kan tänka dig som skulle få vilken vetenskapsman som helst att hoppa av ren förtjusning. Och tänk er sedan hur det skulle ge möjligheter och inspirera en helt ny generation av unga, smarta vetenskapsmän, redo att förändra världen.
Thank you very much.
Tack.
(Applause)
(Applåder)