Dit virtuele lab betekent een revolutie voor het wetenschapsonderwijs

Virtuele realiteit is niet langer een droom voor de verre toekomst en dient niet meer alleen voor spelletjes en entertainment. Michael Bodekaer wil ze gebruiken om de kwaliteit van het onderwijs te verbeteren. In deze verfrissende talk demonstreert hij een idee dat een revolutie kan betekenen voor de manier waarop we wetenschap onderwijzen.

Vandaag ga ik jullie laten zien
hoe deze tablet

en deze virtual-reality-headset

het wetenschappelijk onderwijs
helemaal gaan revolutioneren.

Ik ga ook laten zien
hoe het elke natuurkundeleraar

meer dan twee keer
zo effectief kan maken.

Maar voordat ik jullie ga laten zien
hoe dit allemaal mogelijk is,

gaan we het even hebben

over waarom kwaliteitsverbetering
van het wetenschappelijk onderwijs

van vitaal belang is.

Als je erover nadenkt,

groeit de wereld ongelooflijk snel.

Met die groei komt er
een hele reeks problemen,

zoals wat te doen
met de opwarming van de aarde,

het oplossen van honger en watertekorten,

en het genezen van ziekten,

om er een paar te noemen.

En wie gaat ons helpen
om deze grote problemen op te lossen?

Het zal in hoge mate neerkomen
op deze jonge studenten.

Dit is de volgende generatie
van jonge, briljante wetenschappers.

In vele opzichten rekenen we op hen

om nieuwe, briljante
verbeteringen te bedenken

om al deze problemen te helpen oplossen.

Een paar jaar terug

onderwezen mijn mede-oprichter en ik
universitaire studenten net als deze,

alleen leken onze studenten
een beetje meer hierop.

(Gelach)

Dit is echt de realiteit

in veel te veel universiteiten
over de hele wereld:

studenten die zich vervelen,
niet geïnteresseerd zijn

en soms zelfs niet eens zeker
waarom ze sowieso een onderwerp studeren.

Dus begonnen we rond te kijken naar
nieuwe, innovatieve onderwijsmethoden,

maar wat we vonden,
was nogal teleurstellend.

We zagen dat boeken
werden omgezet in e-books,

schoolborden in YouTube-video's

en collegezaal monologen in MOOCs --

massale online open cursussen.

Als je erover nadenkt,
is wat we hier doen:

alles met dezelfde inhoud en formaat

aan meer studenten presenteren --

dat is geweldig, begrijp me niet verkeerd,
dat is echt geweldig --

maar de manier van lesgeven
is nog steeds min of meer dezelfde,

dus geen echte innovatie.

We zochten iets anders.

We vonden dat bij vluchtsimulators
steeds weer was bewezen

veel effectiever te zijn
als ze toegepast werden

in combinatie met echte
in-flighttraining van piloten.

We dachten:

waarom dat niet gewoon
op de wetenschap toepassen?

Waarom geen virtueel laboratorium bouwen?

Dat deden we.

We bouwden een volledig
gesimuleerde, een-op-een,

virtual-reality-laboratoriumsimulator,

waar leerlingen konden experimenteren
met wiskundige vergelijkingen.

Het simuleerde wat er
in een echt lab zou gebeuren.

Maar niet alleen eenvoudige simulaties --

we creëerden ook geavanceerde simulaties
met topuniversiteiten zoals MIT,

om hypermodern kankeronderzoek
aan studenten voor te stellen.

En plots konden de universiteiten
miljoenen dollars besparen

door leerlingen virtuele experimenten
te laten uitvoeren

voordat ze in echte laboratoria
aan de slag gingen.

Dat niet alleen:
nu kunnen ze ook begrijpen --

zelfs op moleculair niveau
in de machine --

wat er gebeurt in de machines.

En ze konden ineens ook in het lab
gevaarlijke experimenten uitvoeren.

Zoals hier,

leren over salmonellabacteriën,
een belangrijk onderwerp.

Veel scholen kunnen dat
om veiligheidsredenen niet onderwijzen.

We overhoren de studenten natuurlijk ook

en geven de docenten
een volledig overzicht,

zodat ze kunnen zien
hoever de leerlingen staan.

Maar daar stopten we niet,

want we hadden ingezien
hoe belangrijk betekenis is

voor de betrokkenheid
van de leerlingen in de klas.

We lieten spelontwerpers dus
leuke en boeiende verhalen ontwerpen.

Bijvoorbeeld in dit geval,

waarbij leerlingen zelf
een mysterieuze moordzaak moeten oplossen

met behulp van hun
wetenschappelijke basisvaardigheden.

De feedback die we kregen
toen we dit allemaal lanceerden,

was overweldigend positief.

Hier zien we 300 studenten

hartstochtelijk bezig
met het oplossen van moordzaken

terwijl ze wetenschappelijke
basisvaardigheden aanleren.

Wat ik het liefste heb,

is wanneer studenten me soms
achteraf komen opzoeken,

verbaasd en een beetje in de war,

en zeggen: "Ik heb net twee uur
in dit virtuele lab doorgebracht,

… zonder naar mijn Facebook te kijken."

(Gelach)

Zo boeiend en meeslepend
is dit voor de studenten.

Om te onderzoeken of het echt werkte,

deed een onderwijspsycholoog
een studie met 160 studenten --

aan de Stanford Universiteit en
de Technische Universiteit van Denemarken.

Ze splitsten de studenten
op in twee groepen.

De ene groep gebruikte alleen
laboratoriumsimulaties,

de andere groep alleen
traditionele onderwijsmethoden.

Ze kregen evenveel tijd.

Interessant genoeg kregen de leerlingen
een test vóór en na het experiment,

zodat ze het leereffect konden meten.

Ze vonden een verrassend hoge 76%
toename van de leereffectiviteit

bij het gebruik van virtuele laboratoria

tegenover de traditionele
onderwijsmethoden.

Maar nog interessanter:
het tweede deel van deze studie

onderzocht de impact
van de leraar op het leren.

En ze vonden dat wanneer je
de virtuele laboratoria combineerde

met door de leraar geleide
coaching en leiding,

we een totale stijging van 101%
in de effectiviteit van het leren zagen.

De effectiviteit van de wetenschapsleraar

verdubbelt dus in dezelfde tijdsduur.

Een paar maanden terug

begonnen we ons af te vragen --

we hebben nu een geweldig team
van onderwijspsychologen,

leraren, wetenschappers
en spelontwikkelaars --

begonnen we ons af te vragen:

hoe kunnen we ons aan de belofte houden

om voortdurend het onderwijs
opnieuw uit te vinden?

Vandaag ben ik erg enthousiast
om jullie ons werk voor te stellen,

iets waar we ongelooflijk hard
aan hebben gewerkt.

Ik zal het in het kort uitleggen:

ik steek een mobiele telefoon --

de meeste studenten hebben die al --

in deze virtualreality-headset,
een goedkope headset.

Nu kan ik letterlijk
een virtuele wereld binnenstappen.

Een aantal van jullie hebben er
een gekregen om te proberen,

want het is echt iets
dat je moet proberen

om helemaal aan te voelen
hoe meeslepend het echt is.

Het voelt letterlijk aan alsof ik
net dit virtuele lab binnenstapte.

Zien jullie me op het scherm?

Publiek: Ja.

Michael Bodekaer: Geweldig! Geweldig.

Dus eigenlijk heb ik zojuist
met mijn mobiele telefoon

een volledig laboratorium
van een miljoen dollar gesimuleerd,

als op een topuniversiteit,

met al deze geweldige apparatuur
waarmee ik kan interageren.

Ik kan bijvoorbeeld die pipet opnemen
en ermee experimenteren.

Ik heb mijn E-Ggel,
mijn PCR en - o, kijk daar,

ik heb een sequencing machine
van de volgende generatie

en daar zelfs een elektronenmicroscoop.

Ik bedoel maar: wie heeft er nu
een elektronenmicroscoop op zak?

En met mijn machine

kan ik verschillende experimenten doen.

Hier is een deur,

waardoor ik naar andere experimenten

in andere laboratoria kan gaan.

Hier mijn leertablet,
een intelligent tablet

waarmee ik relevante theorie
kan raadplegen.

Zoals jullie kunnen zien,
kan ik ermee interageren.

Ik kan kijken naar relevante video's

over het experiment waar ik mee bezig ben.

En hier is Marie.

Ze is mijn leraar -- mijn lab-assistent --

en ze begeleidt me
door het hele laboratorium.

Binnenkort kunnen docenten

zichzelf letterlijk 'teleporteren'

naar de virtuele wereld
waarin ik me bevind

en dit hele experiment begeleiden.

Om af te ronden,

wil ik jullie een nog
cooler ding laten zien,

iets wat je niet eens
kan doen in echte laboratoria.

Dit is een PCR-machine.

Ik start nu dit experiment.

Ik heb mezelf net
een miljoen keer kleiner gemaakt,

tot de grootte van een molecuul.

Het voelt echt zo aan,
jullie moeten dit eens proberen.

Het voelt alsof ik in de machine sta

en elk DNA, alle moleculen kan zien.

Ik zie het polymerase
en de enzymen enzovoorts.

Ik kan zien hoe DNA
miljoenen keren wordt gerepliceerd,

net zoals het op dit moment
in jullie lichaam gebeurt.

Ik kan echt voelen en begrijpen
hoe dit allemaal werkt.

Ik hoop dat dat jullie
een beetje een gevoel geeft

van de mogelijkheden
van deze nieuwe lesmethoden.

Ik wil ook benadrukken

dat alles wat jullie net zagen
ook werkt op iPads en laptops

zonder de headsets.

Ik zeg dat om een heel belangrijke reden.

Om dit echt een drijfveer
en een inspiratie te laten zijn

voor de volgende generatie wetenschappers

hebben we echt leraren nodig

die deze nieuwe technologieën
in de klas kunnen invoeren.

In vele opzichten

denk ik dat de volgende
gigantische sprong voorwaarts

in het wetenschappelijk onderwijs

niet langer afhangt van de technologie,

maar veeleer van de beslissing
van de docenten

om deze technologieën te gaan toepassen

in de klaslokalen.

We hopen dat steeds meer
universiteiten, scholen en leraren

gaan samenwerken met technologiebedrijven

om dit volledige potentieel te realiseren.

Om te eindigen,

vertel ik jullie een verhaal

dat me echt inspireert.

Dat is het verhaal van Jack Andraka.

Sommigen van jullie
kennen hem misschien al.

Jack bedacht een nieuwe, baanbrekende,
goedkope test voor pancreaskanker

toen hij nog maar 15 jaar oud was.

Toen Jack zijn verhaal deed over hoe
hij tot deze enorme doorbraak kwam,

zei hij dat één ding
hem dat bijna had verhinderd.

Dat was dat hij geen toegang had
tot echte laboratoria,

omdat hij te onervaren was

om erin te mogen.

Als we virtuele, topklasse
laboratoria van miljoenen dollars

naar studenten zoals Jack,
over de hele wereld konden brengen

en ze de nieuwste, grootste,
knapste machines geven

die je je kunt voorstellen

dan zou elke wetenschapper hier

van pure opwinding letterlijk
een gat in de lucht springen.

Stel je voor wat een drijfveer
en een inspiratie dat zou zijn

voor een nieuwe generatie
jonge en briljante wetenschappers

die klaarstaan om de wereld
te innoveren en te veranderen.

Veel dank.

(Applaus)