Daphne Koller: Cosa stiamo imparando dall'istruzione online

Daphne Koller sta convincendo le grandi università a mettere online gratuitamente i loro corsi più interessanti -- non solo come servizio, ma come modo di fare ricerca sull'apprendimento delle persone. Ogni tasto premuto, ogni quiz di comprensione, i forum di discussione tra compagni e l'autovalutazione dei compiti costituiscono una quantità di dati senza precedenti su come viene elaborata la conoscenza e, soprattutto, su come viene assimilata.

Come molti di voi, sono tra i fortunati.

Sono nata in una famiglia dove l'istruzione era onnipresente.

Sono la terza generazione a conseguire un dottorato, figlia di due accademici.

Da piccola, giocavo nel laboratorio universitario di mio padre.

Era scontato che avrei frequentato le migliori università,

che a loro volta hanno aperto le porte a un mondo di opportunità.

Purtroppo però, la maggior parte delle persone nel mondo non è così fortunata.

In alcune parti del mondo, per esempio in Sudafrica,

l'istruzione non è facilmente accessibile.

In Sudafrica, il sistema educativo è stato costruito

nel periodo dell'apartheid per una minoranza bianca.

Di conseguenza, oggi non ci sono centri sufficienti ad accogliere

tutti quelli che vogliono e meritano un'istruzione di alta qualità.

Questa mancanza ha portato ad una crisi a gennaio di quest'anno

all'Università di Johannesburg.

C'erano alcuni posti disponibili

nel processo standard di ammissione, e la sera precedente

l'apertura delle registrazioni,

migliaia di persone hanno creato una fila
di 1 km e mezzo fuori dai cancelli

nella speranza di essere i primi ad ottenere uno di quei posti.

Quando si sono aperti i cancelli c'è stato il panico,

20 persone sono rimaste ferite e una donna è morta.

Era una madre che ha sacrificato la sua vita

cercando di dare a suo figlio l'opportunità di una vita migliore.

Ma anche in parti del mondo come gli Stati Uniti

dove l'istruzione è disponibile, può non essere alla portata di tutti.

Si è discusso molto negli ultimi anni

dell'aumento dei costi dell'assistenza sanitaria.

Quello che potrebbe non essere ovvio per tutti

è che nello stesso periodo il costo dell'istruzione superiore

è continuato ad aumentare a ritmi vertiginosi,

per un totale di 559% dal 1985.

Questo rende l'istruzione superiore inaccessibile per molte persone.

Infine, anche per chi riesce ad avere un'istruzione superiore

le porte delle opportunità potrebbero non aprirsi.

Negli Stati Uniti, solo poco più della metà dei neolaureati

con un'istruzione superiore

lavora effettivamente in posizioni che richiedono quel grado di istruzione.

Questo, ovviamente, non vale per quegli studenti

che si diplomano nelle migliori università,

ma per molti altri, il tempo e gli sforzi impiegati

non vengono valorizzati.

Tom Friedman, nel suo recente articolo sul New York Times

ha colto come nessun altro, lo spirito alla base dei nostri sforzi.

Ha detto che la grande svolta avviene quando

ciò che diventa improvvisamente possibile incontra ciò che è disperatamente necessario.

Vi ho detto quello che è disperatamente necessario.

Parliamo di quello che improvvisamente è diventato possibile.

Mi riferisco all'esempio

di tre grandi corsi di Stanford,

ognuno dei quali ha avuto più di 100 000 persone iscritte.

Ma vediamo uno di questi corsi,

l'Apprendimento Automatico proposto dal mio collega

e cofondatore Andrew Ng.

Andrew insegna in uno dei corsi più seguiti di Stanford.

È un corso sull'apprendimento automatico,

e ha 400 persone iscritte ogni volta che viene proposto.

Quando Andrew ha tenuto quel corso per un pubblico non specializzato,

ha avuto 100 000 iscritti.

Per mettere quel numero in prospettiva,

per far sì che Andrew raggiunga quei 100 000 iscritti

insegnando però a Stanford,

ci vorrebbero 250 anni.

Certo, si annoierebbe molto.

Quindi, in base a queste considerazioni

Andrew ed io abbiamo deciso che dovevamo veramente allargare questa cosa,

per portare la migliore istruzione a più persone possibili.

Quindi abbiamo creato Coursera,

il cui obiettivo è portare i migliori corsi

dei migliori insegnanti dalle migliori università

e renderli accessibili a tutti nel mondo, gratuitamente.

Oggi abbiamo 43 corsi sulla piattaforma

da 4 università, su una serie di materie;

voglio mostrarvi una panoramica

di com'è.

(Video) Robert Ghrist: Benvenuti a Calculus.

Ezekiel Emanuel: 50 milioni di persone non sono assicurate.

Scott Page: I modelli ci aiutano a progettare istituzioni e politiche più efficaci

Abbiamo una separazione incredibile.

Scott Klemmer: Bush ha immaginato che in futuro,

porteremo una telecamera nel mezzo della fronte.

Mitchell Duneier: Mills vuole che gli studenti di sociologia sviluppino la qualità mentale...

RG: I cavi appesi prendono la forma di un coseno iperbolico.

Nick Parlante: Per ogni pixel dell'immagine, impostate il rosso su zero.

Paul Offit: ...I vaccini ci hanno permesso di eliminare il virus della polio.

Dan Jurafsky: Lufthansa serve la colazione e San Jose? Beh, suona strano.

Daphne Koller: Questa è la moneta che scegliete, e queste sono le due possibilità.

Andrew Ng: Nell'apprendimento automatico su larga scala, vorremo realizzare un sistema di calcolo...

(Applausi)

DK: Abbiamo scoperto, ma non è una novità,

che agli studenti piace avere i corsi migliori

dalle migliori università, gratuitamente.

Da quando abbiamo aperto il sito a febbraio,

abbiamo ora 640 000 studenti da 190 paesi.

Abbiamo 1,5 milioni di iscrizioni,

sono stati inviati 6 milioni di quiz nei 15 corsi

che abbiamo lanciato finora, e sono stati visti 14 milioni di video.

Ma non si tratta solo di numeri,

si tratta anche di persone.

Che sia Akash, che viene da un piccolo paese in India

e non avrebbe mai avuto accesso ad un corso

del livello qualitativo di Stanford

e non se lo sarebbe mai potuto permettere.

O Jenny, madre single di due bambini

e vuole perfezionare le sue capacità

in modo che possa finire di studiare per il suo master.

O Ryan, che non può andare a scuola,

perché ha una figlia affetta da AIDS

e non può rischiare di portare in casa germi,

quindi non può uscire di casa.

Sono molto felice di dire --

siamo rimasti in contatto con Ryan --

che questa storia ha avuto un lieto fine.

La piccola Shannon -- la vedete qui sulla sinistra --

ora sta molto meglio,

e Ryan ha trovato lavoro grazie ad alcuni dei nostri corsi.

Cosa rende diversi questi corsi?

Dopo tutto, i corsi online sono disponibili già da tempo.

Quello che li rende diversi è che sono corsi "reali".

Iniziano ad una data fissa,

e gli studenti guardano i video su base settimanale

e hanno compiti a casa da svolgere.

Sono veri compiti

con una valutazione e una scadenza reali.

Vedete le scadenze e il grafico dell'attività degli utenti.

Questi sono picchi che mostrano

che procrastinare è un fenomeno globale.

(Risate)

Alla fine del corso,

gli studenti ricevono un certificato.

Possono presentare il certificato

a un futuro datore di lavoro e ottenere un lavoro migliore,

e sappiamo di molti studenti che lo hanno fatto.

Alcuni studenti hanno ottenuto il certificato

e lo hanno presentato in istituti nei quali erano iscritti

per ottenere veri crediti formativi.

Questi studenti hanno veramente ricevuto qualcosa di significativo

a fronte dell'investimento in tempo e sforzi.

Parliamo un po' di alcuni componenti

dei corsi.

Il primo elemento è che quando ci si allontana

dalle limitazioni di una classe fisica

e si progettano contenuti specifici per il formato online,

si può spezzare, per esempio

la lezione di un'ora.

Si possono spezzare i contenuti, per esempio,

in queste brevi unità modulari da 8 a 12 minuti,

ciascuna delle quali racchiude un concetto coerente.

Gli studenti possono usare i materiali in modi diversi,

a seconda della loro formazione, delle loro capacità o dei loro interessi.

Per esempio, alcuni studenti potrebbero avere bisogno

di un po' di materiale propedeutico

che altri studenti potrebbero già avere.

Altri studenti potrebbero essere interessati ad un particolare

argomento da approfondire individualmente.

Questo formato permette di allontanarsi

da un modello educativo valido per tutti

e permette agli studenti di seguire un percorso tagliato su misura.

Naturalmente, sappiamo tutti, in quanto educatori

che gli studenti non imparano stando seduti e guardando passivamente video.

Forse uno degli elementi più importanti di questo sforzo

è che abbiamo bisogno di studenti

che si esercitano con il materiale

per capirlo veramente.

Una serie di studi ha dimostrato l'importanza di questo aspetto.

Questo pubblicato su Science l'anno scorso, per esempio,

dimostra che anche un semplice esercizio di richiamo,

in cui agli studenti si chiede di ripetere

quello che hanno imparato

migliora in maniera considerevole i risultati

di test successivi

rispetto a molti altri interventi educativi.

Abbiamo cercato di implementare esercizi di richiamo nella piattaforma,

così come altre forme di esercizio.

Per esempio, anche i nostri video non sono solo video.

Di tanto in tanto, i video si fermano

e agli studenti viene posta una domanda.

(Video) SP: ...Queste quattro cose. Teoria prospettica, sconto iperbolico,

preconcetti sullo status quo, preconcetti sui tassi di base. Sono tutti ben documentati.

Sono tutte deviazioni dal comportamento razionale ben documentate.

DK: Ecco le pause dei video,

e lo studente digita la risposta nella casella

e la invia. Ovviamente non stava prestando attenzione.

(Risate)

Quindi deve riprovare,

e questa volta la risposta è corretta.

Se necessario, c'è anche una spiegazione facoltativa.

E ora il video prosegue con la parte successiva della lezione.

È un tipo di domanda semplice

che io come insegnante potrei fare in classe,

ma quando faccio quel tipo di domanda in classe,

80% degli studenti

stanno ancora scarabocchiando l'ultima cosa che ho detto,

15% stanno navigando su Facebook,

e ci sono i secchioni in prima fila

che sparano la risposta

prima che chiunque altro abbia la possibilità di pensarci,

e io come insegnante sono terribilmente gratificato

che qualcuno sappia veramente la risposta.

E quindi la lezione continua prima che

molti studenti abbiano notato che è stata posta una domanda.

Qui, ogni singolo studente

deve entrare in contatto con il materiale.

E naturalmente queste semplici domande di richiamo

non sono tutto.

Si deve poter costruire sulla base di domande pratiche molto più significative,

e si deve fornire agli studenti anche un riscontro

su quelle domande.

Come si fa a valutare il lavoro di 100 000 studenti

se non si hanno 10 000 assistenti?

La risposta è: farlo fare

alla tecnologia.

Fortunatamente la tecnologia ha fatto tanta strada,

e ora possiamo valutare tutta una serie di compiti a casa.

Oltre alle domande a risposta multipla

e le domande a risposta breve che avete visto nel video,

possiamo anche valutare la matematica, le espressioni matematiche

e le derivate matematiche.

Possiamo valutare i modelli, che siano

modelli finanziari in un corso di economia

o i modelli fisici in un corso di scienza o ingegneria

e possiamo valutare dei sofisticati compiti di programmazione.

Ve ne mostro uno abbastanza semplice

ma visivo.

Questo è del corso di Scienza Informatica di Stanford,

e agli studenti viene chiesto di correggere i colori

di quell'immagine rossa sfocata.

Digitano il programma nel loro browser,

e vedete che non ci sono riusciti abbastanza bene, la Statua della Libertà ha ancora il mal di mare.

Quindi gli studenti provano ancora e ora ci riescono, ricevono riscontro

e possono passare al compito successivo.

Questa capacità di interagire attivamente con il materiale

e verificare quando il lavoro è giusto o sbagliato

è veramente essenziale per l'apprendimento.

Naturalmente non possiamo ancora valutare

tutti i compiti di tutti i corsi.

In particolare, quello che manca sono i compiti di pensiero critico

che sono così importanti in materie

umanistiche, scienze sociali, economia e altre.

Per esempio, abbiamo cercato di convincere

alcune delle nostre facoltà umanistiche

che la soluzione delle scelte multiple non era poi così male.

Non è andata molto bene.

Quindi abbiamo dovuto trovare una soluzione diversa.

E la soluzione che abbiamo trovato è le valutazione tra compagni.

Studi precedenti

come questo di Saddler e Good,

mostrano che le valutazioni dei compagni sono una strategia sorprendentemente efficace

nel fornire valutazioni che si ripetono.

Sono stati testati in piccole classi,

ma è stato dimostrato, per esempio,

che le valutazioni degli studenti, sull'asse y,

sono strettamente correlati

alle valutazioni degli insegnanti, sull'asse x.

Quello che sorprende è che l'autovalutazione,

dove si chiede agli studenti di valutare in modo critico il proprio lavoro --

finché li si incentiva adeguatamente

affinché non possano darsi il massimo dei voti --

è anche meglio correlata con la valutazione dell'insegnante.

È una strategia efficace

che può essere usata per valutare su larga scala,

ed è anche una strategia di apprendimento utile agli studenti

perché imparano con l'esperienza.

Ora abbiamo il più grande sistema di valutazione tra compagni mai concepito,

in cui decine di migliaia di studenti

valutano a vicenda il proprio lavoro,

e con successo, devo dire.

Ma non si tratta solo di studenti solitari

seduti in salotto che risolvono problemi.

Intorno ad ognuno dei nostri corsi,

si è formata una comunità di studenti,

un comunità globale di persone

attorno ad un'impresa intellettuale condivisa.

Quello che vedete qui è una mappa generata

dagli stessi studenti nel nostro corso di Sociologia di Princeton,

in cui si sono messi su una mappa del mondo

e vedete veramente la portata globale di questo sforzo.

Gli studenti hanno collaborato in questi corsi in diversi modi.

Prima di tutto, c'era un forum di domande e risposte,

in cui gli studenti ponevano domande,

e altri studenti rispondevano.

E la cosa fantastica è che

essendoci così tanti studenti

significa che se anche uno studente fa una domanda

alle 3 del mattino,

da qualche parte nel mondo,

c'è qualcuno sveglio

che sta lavorando sullo stesso problema.

In molti dei nostri corsi,

il tempo medio di risposta ad una domanda

sul forum delle domande è di 22 minuti.

E non è un livello di servizio che ho mai proposto ai miei studenti a Stanford.

(Risate)

E vedete dalle testimonianze

che gli studenti,

grazie a questa grande comunità online,

possono interagire tra di loro in molti modi

in maniera più approfondita di quanto facessero in una vera classe.

Gli studenti si sono anche raggruppati,

senza nessun tipo di intervento da parte nostra,

in piccoli gruppi di studio.

Alcuni erano gruppi di lavoro reali

nei limiti geografici

che si incontravano su base settimanale per lavorare sui problemi.

Questo è il gruppo di lavoro di San Francisco,

ma ce n'erano in tutto il mondo.

Altri erano gruppi di studio virtuali,

talvolta secondo la lingua o gli interessi culturali,

e in basso a sinistra vedete

un gruppi di studio multiculturale universale

dove la gente si connetteva volontariamente

con persone di culture diverse.

Ci sono enormi opportunità

da sfruttare da questa struttura.

La prima è che ha il potenziale di avere

uno sguardo senza precedenti

sulla comprensione dell'apprendimento umano.

Perché i dati che raccogliamo qui sono unici.

Si può registrare qualunque click, qualunque presentazione di compito

qualunque post dei forum da decine di migliaia di studenti.

Si può trasformare lo studio dell'apprendimento umano

dalla modalità guidata dalle ipotesi

alla modalità guidata dai dati, una trasformazione che,

per esempio, ha rivoluzionato la biologia.

Si possono usare i dati per capire le domande fondamentali

per esempio quali siano le migliori strategie di apprendimento

che sono più efficaci rispetto ad altre.

E nel contesto di particolari corsi,

si possono fare domande

su quali sono i pregiudizi più comuni

e come aiutare gli studenti a superarli.

Ecco un esempio,

di nuovo dal corso di Apprendimento Automatico di Andrew.

Questa è la distribuzione di domande sbagliate

in uno dei compiti dati da Andrew.

Le risposte sono coppie di numeri,

quindi si possono rappresentare su un grafico bidimensionale.

Ogni crocetta che vedete è una risposta sbagliata.

La grande croce a sinistra

sono 2000 studenti

che hanno dato la stessa risposta sbagliata.

Se due studenti in un classe di 100

danno una risposta sbagliata,

non lo noterete mai.

Ma quando 2000 studenti danno la stessa risposta sbagliata,

è difficile non vederlo.

Allora Andrew e i suoi studenti hanno approfondito,

hanno guardato alcuni compiti,

hanno capito la causa dell'idea sbagliata,

e hanno creato un messaggio di errore specifico

che veniva sottoposto a ogni studente

la cui risposta ricadeva in quel caso,

il che significa che gli studenti che hanno fatto lo stesso errore

ricevono ora un feedback personalizzato

che dice come correggere i preconcetti in maniera più efficace.

Questa personalizzazione è qualcosa che si può poi costruire

avendo a disposizione grandi numeri.

La personalizzazione è forse

una delle più grandi opportunità

perché ci dà il potenziale

di risolvere un problema vecchio di 30 anni.

Il ricercatore sull'istruzione Benjamin Bloom, nel 1984,

ha posto il cosiddetto problema 2 sigma

che ha osservato studiando tre gruppi.

Il primo è il gruppo che ha studiato in una classe con una lezione.

Il secondo è il gruppo di studenti che ha studiato

sulla base di una lezione standard in classe,

ma secondo l'approccio della padronanza,

in cui gli studenti non potevano proseguire verso l'argomento successivo

senza aver dimostrato di conoscere bene quello precedente.

E infine, c'era un gruppo di studenti

che hanno seguito lezioni uno a uno tramite un tutor.

Il gruppo di apprendimento per padronanza aveva una deviazione standard

o sigma, nel realizzare punteggi migliori

rispetto alla classica lezione in classe,

e il gruppo di tutoring individuale ha una deviazione 2 sigma

nel miglioramento dei risultati.

Per capire cosa significa,

guardiamo le classi basate sulle lezioni,

e prendiamo la prestazione media come base.

In una classe basata su una lezione,

la metà degli studenti sono sopra la media e la metà sono sotto.

Nel tutoring individuale,

98% degli studenti saranno sopra la media.

Immaginate di poter insegnare in modo da avere il 98% degli studenti

sopra la media.

Da qui, il problema 2 sigma.

Perché non possiamo permetterci in quanto società.

di dare a tutti gli studenti un tutor umano personalizzato.

Ma forse possiamo permetterci di dare a ogni studente

un computer o uno smartphone.

La domanda è, come possiamo usare la tecnologia

per spostarci dalla parte sinistra del grafico, dalla curva blu,

alla parte destra con la curva verde?

La padronanza è facile da raggiungere con un computer,

perché un computer non si stanca

di mostrare lo stesso video 5 volte.

E non si stanca neanche di valutare lo stesso lavoro infinite volte,

lo abbiamo visto in molti esempi che vi ho mostrato.

E anche la personalizzazione

è una cosa che stiamo cominciando a vedere,

che sia tramite un percorso di apprendimento personalizzato

o tramite i feedback personalizzati che vi ho mostrato.

L'obiettivo è cercare di spingere,

e vedere quanto possiamo avvicinarci alla curva verde.

Se questo è così fantastico, allora le università sono obsolete?

Sicuramente Mark Twain ne era convinto.

Diceva che, "L'università è un posto dove gli appunti di un professore

vanno diretti negli appunti degli studenti,

senza passare dal cervello di nessuno dei due."

(Risate)

Consentitemi di dissentire da Mark Twain.

Non credo che si lamentasse

delle università ma del formato della lezione

su cui si concentrano molte università.

Andiamo ancora più indietro, a Plutarco,

che diceva che, "La mente non è un vaso da riempire,

ma un legno da far ardere."

E forse dovremmo passare meno tempo nelle università

a riempire di contenuti le menti dei nostri studenti

con le nostre lezioni, e più tempo ad accendere la loro creatività,

la loro immaginazione e le loro capacità di risolvere i problemi

parlando con loro.

Come lo facciamo?

Lo facciamo con un apprendimento attivo in classe.

Ci sono molti studi, compreso questo,

che mostrano che usando un apprendimento attivo,

interagendo con gli studenti in classe,

i risultati migliorano in tutti i parametri --

la frequenza, l'impegno, l'apprendimento

così come risulta da test standard.

Vedete, per esempio, i punteggi

raddoppiano in questo particolare esperimento.

Forse è così che dovremmo passare il tempo in università.

Per riassumere, se potessimo offrire un'istruzione di qualità

a tutti nel mondo, gratuitamente,

cosa succederebbe? Tre cose.

Primo, affermerebbe l'istruzione come un diritto umano fondamentale,

in cui tutti nel mondo

con le capacità e la motivazione

possono acquisire le competenze necessarie

a migliorare la loro vita,

quella dei loro familiari e delle loro comunità.

Secondo, consentirebbe un'istruzione lungo tutto l'arco della vita.

È un peccato che per tante persone

l'istruzione si fermi quando si finiscono le superiori o quando si finisce l'università.

Avendo a disposizione tutti questi contenuti

saremmo in grado di imparare cose nuove

in qualunque momento,

che sia solo per allargare la mente

o per cambiare la vita.

Infine, consentirebbe un'ondata di innovazione,

perché straordinari talenti si possono trovare ovunque.

Forse il prossimo Albert Einstein o il prossimo Steve Jobs

vive in qualche remoto villaggio africano.

E se potessimo offrire a quella persona un'educazione,

sarebbe in grado di tirare fuori la prossima grande idea

e rendere il mondo un posto migliore per tutti.

Grazie infinite.

(Applausi)