Daphne Koller: Czego nas uczy edukacja online

Daphne Koller próbuje zachęcić najlepsze ośrodki akademickie do umieszczania swoich najatrakcyjniejszych kursów za darmo online. Nie chodzi tylko o usługę, ale również jako nowy sposób badań nad sposobami zdobywania wiedzy. Każde naciśnięcie klawisza, quiz, forum dyskusyjne i system samooceny buduje bezprecedensową bazę danych na temat tego, w jaki sposób wiedza jest przetwarzana i, co najważniejsze, przyswajana.

Jak wielu z was jestem szczęściarą.

Pochodzę z rodziny,
w której nauka była wszechobecna.

Rodzice to akademicy.
Jestem 3 pokoleniem z doktoratem.

Dzieciństwo spędziłam
w laboratorium uniwersyteckim ojca.

Uczęszczałam na najlepsze uczelnie,

które otworzyły drogę
do świata nieskończonych możliwości.

Niestety, nie wszyscy mają tyle szczęścia.

W niektórych częściach świata, jak w RPA,

edukacja nie jest ogólnie dostępna.

System edukacyjny został tam stworzony

przez białą mniejszość w czasie apartheidu.

Dlatego nadal brakuje miejsc dla wielu,

którzy zasługują
na edukację na wysokim poziomie.

Ten deficyt, doprowadził w styczniu do kryzysu

na uniwersytecie w Johannesburgu.

Po pierwszym etapie procesu rekrutacji,

została garstka wolnych miejsc

i miały zostać udostępnione rano,

tysiące ludzi ustawiło się w kolejce,

w nadziei, że miejsc wystarczy i dla nich.

Po otwarciu bram wybuchła panika,

20 osób rannych, jedna straciła życie.

Była to matka, która oddała życie

próbując zapewnić synowi lepszą przyszłość.

Ale nawet w kraju z edukacją powszechną, jak USA,

nie każdy ma do niej dostęp.

Dużo mówi się

o wzroście kosztów opieki medycznej.

Wielu uwadze umknęło,

że w tym samym czasie,

koszt opłat za studia od 1985 roku

wzrósł o całe 559%

Dlatego edukacja jest dla wielu osób niedostępna.

Nawet dla tych,
którzy zdobyli wyższe wykształcenie,

często drzwi do lepszego życia są zamknięte.

Niewiele ponad połowa absolwentów

szkół wyższych w USA

pracuje w zawodzie zgodnym z wykształceniem.

Nie dotyczy to, rzecz jasna,

studentów czołowych uczelni wyższych.

Czas i wysiłek wielu absolwentów

nie jest ceniony na rynku pracy.

Tom Friedman, z New York Timesa,

świetnie to ujął pisząc o "duchu naszych starań".

Napisał: "Największe przełomy następują,

kiedy nowa możliwość
pomaga sprostać rozpaczliwej potrzebie.

Mówiłam już o rozpaczliwych potrzebach.

Pomówmy o nowych możliwościach.

Pokazały to ostatnio

3 kursy Uniwersytetu Stanford.

Każdy z nich liczył około 100 tys. słuchaczy.

Przyjrzyjmy się jednemu: "Uczenie maszynowe",

prowadzone przez mojego kolegę

i współzałożyciela platformy, Andrew Ng.

Jego kurs jest bardzo popularny.

Gdy pojawia się w ofercie,

przyciąga około 400 słuchaczy.

Kiedy kurs udostępniono online,

zapisało się 100 tys. osób.

Gdyby Andrew chciał zgromadzić

tyle samo osób w audytorium

w Stanford,

musiałby wykładać przez 250 lat.

W końcu by się znudził.

Widząc wpływ tego przedsięwzięcia,

postanowiliśmy rozszerzyć skalę,

udostępniając najlepszą edukację
jak największej ilości osób.

Tak powstała Coursera,

która dostarcza najlepsze kursy

najlepszych wykładowców
z najlepszych uniwersytetów,

za darmo, wszystkim na całym świecie.

Są na niej 43 kursy z różnych dziedzin,

z 4 uniwersytetów.

Pokażę wam jak to działa.

(Wideo) Robert Ghrist:

Witam na analizie matematycznej.

Ezekiel Emanuel: 50 mln osób nie ma bezpieczenia.

Scott Page: Modele pozwalają tworzyć

skuteczniejsze strategie i instytucje.

Scott Klemmer: Bush myślał, że w przyszłości

ludzie będą nosić kamery na głowie.

Mitchell Duneier: Mills chce,
by student socjologii rozwijał umysł...

RG: Wiszący kabel przybiera postać
hiperbolicznego cosinusa.

Nick Parlante: Dla każdego piksela
wyzeruj kolor czerwony.

Paul Offit: Szczepionki umożliwiły
eliminację wirusa polio.

Dan Jurafsky: Czy Lufthansa serwuje śniadanie
w San Jose? Brzmi śmiesznie.

Daphne Koller: To wybrana moneta,
a to dwa kolejne rzuty.

Andrew Ng: By wprowadzić uczenie maszynowe
na szeroką skalę,

musielibyśmy wymyślić obliczeniowe...(Brawa)

DK: Zgodnie z zamierzeniem,

studenci za darmo otrzymują materiał

z najlepszych uniwersytetów.

Od otwarcia portalu w lutym,

mamy 640 tys. studentów ze 190 krajów

i 1.5 mln zapisów, 6 mln testów

z 15 kursów, które rozpoczęliśmy.

14 milionów obejrzało nasze filmy.

Ale nie chodzi o liczby.

Chodzi o ludzi.

Może to Akash z Indii,

który nigdy nie miałby dostępu

do kursów na poziomie Stanford

i nie byłoby go na nie stać.

Czy Jenny, samotna matka dwójki,

która pragnie wrócić na uczelnię,

by dokończyć studia magisterskie.

Czy też Ryan, który nie może chodzić na wykłady,

bo jego córeczka cierpi na immunopatię,

i nie można ryzykować

przyniesienia zarazków do domu.

Miło mi poinformować,

że ta historia

znalazła szczęśliwe zakończenie.

Shannon, po prawej, ma się lepiej,

a Ryan dostał pracę

dzięki kilku naszym kursom.

Co wyróżnia nasze kursy?

Nauka online jest dostępna od jakiegoś czasu.

Ale nasze kursy pozwalają doświadczyć szkoły.

Zaczynają się w konkretnym dniu,

studenci oglądają wykłady co tydzień,

i rozwiązują prawdziwe zadania domowe,

i rozwiązują prawdziwe zadania domowe,

w określonym terminie i na ocenę.

Możecie to zobaczyć na wykresie.

Jasno pokazuje on,

że zwłoka jest zjawiskiem globalnym.

(Śmiech)

Na koniec kursu

każdy otrzymuje certyfikat.

Mogą go przedstawić przyszłemu pracodawcy

i otrzymać lepszą pracę.

Znamy wiele takich przypadków.

Niektórzy, przedstawili go swojej uczelni

Niektórzy, przedstawili go swojej uczelni

i otrzymali punkty zaliczeniowe.

Ich czas i trud został doceniony

i miało to znaczenie.

Porozmawiajmy teraz

o składniowych kursów.

Kiedy pozbywamy się fizycznych ograniczeń klasy,

i projektujemy zawartość kursów

w formacie odpowiednim dla internetu,

można odejść od monolitu

godzinnego wykładu;

podzielić materiał na krótkie,

8-12 minutowe fragmenty,

dotyczące konkretnego zagadnienia.

Studenci przyswajać materiał na różne sposoby,

zależnie od dotychczasowej wiedzy,
umiejętności i zainteresowań.

Niektórzy mogą skorzystać

z materiału przygotowawczego,

który innym jest już znany.

Inni mogą być zainteresowani

szczegółowym wzbogaceniem tematyki.

Ten format pozwala na zerwanie

z tradycyjnym podejściem do nauczania,

umożliwiając rozwój edukacji spersonalizowanej.

Jako wykładowcy wiemy,

że studenci nie uczą się pasywnie słuchając.

Ważnym elementem tego procesu,

jest praca studentów,

którzy muszą przećwiczyć materiał,

aby go naprawdę zrozumieć.

To przekonanie potwierdza szereg badań.

W zeszłorocznym numerze "Science"

ukazał się artykuł pokazujący,

że nawet proste techniki powtórzeniowe

znanego już materiału,

dają znacznie lepsze rezultaty

w różnych testach osiągnięć,

niż inne edukacyjne zabiegi.

Staramy się uwzględniać to na naszej platformie,

na równi z innymi metodami.

Nasze wykłady to nie tylko filmy.

Co kilka minut wykład zostaje zatrzymany

a studenci dostają pytania.

(Wideo) SP: 4 rzeczy. Teoria perspektywy, hiperboliczne obniżenie wartości,

błąd statusu quo, zaniedbywanie miarodajności.

To dobrze udokumentowane odchylenia
od racjonalnego zachowania.

DK: W tym momencie film się zatrzymuje,

a student wpisuje odpowiedź w ramkę i zatwierdza.

[Odpowiedź błędna]
Najwyraźniej nie uważał.

(Śmiech)

Może spróbować ponownie.

Tym razem odpowiedź poprawna.

Może też skorzystać z dodatkowego wyjaśnienia.

Następuje dalsza część wykładu.

Kiedy zadaję takie pytania

podczas wykładu,

który prowadzę,

80% studentów

notuje jeszcze moje słowa,

15% przegląda Facebooka,

i tylko mądrala z pierwszego rzędu

wyskakuje z odpowiedzią,

zanim inni zdołali pomyśleć.

Jako wykładowca, jestem zadowolona,

że ktoś w ogóle znał odpowiedź.

Wykład idzie dalej, zanim większość studentów

zdążyła choćby zauważyć, że zadano pytanie.

Tutaj każdy student musi poznać materiał.

Tutaj każdy student musi poznać materiał.

Pytania powtórzeniowe

to nie wszystko.

Potrzebne są dogłębniejsze pytania

i umożliwienie studentom

konsultacji odpowiedzi.

Ale jak oceniać pracę 100 tys. studentów

bez 100 tys. asystentów?

Należy używać technologii.

Należy używać technologii.

Nowa technologia umożliwia nam,

ocenę różnych zadań domowych.

Oprócz testów wielokrotnego wyboru,

i krótkich pytań, jakie widzieliśmy na filmie,

możemy oceniać wyrażenia matematyczne

czy pochodne;

modele,

czy to finansowe na kursie biznesu,

czy też fizyczne na zajęciach z inżynierii lub fizyki.

Możemy też oceniać skomplikowane
zadania programistyczne.

Pokażę wam prosty,

ale wyrazisty przykład.

Stanfordzki kurs informatyki.

Studenci mają poprawić kolorystykę

rozmazanego czerwonego obrazu.

Wpisują swój program w przeglądarkę.

Jeśli się pomylą, Statua Wolności będzie zielona.

Jeśli wpiszą program poprawnie,

przechodzą do następnego zadania.

Możliwość interaktywnej pracy z materiałem,

na zasadzie złych i dobrych odpowiedzi,

jest niezbędna w procesie nauczania.

Oczywiście, nie możemy ocenić

szerokiego zakresu prac wszystkich kierunków.

Brakuje możliwości oceny myślenia krytycznego,

tak potrzebnego w dyscyplinach humanistycznych,

społecznych, biznesie i wielu innych.

Próbowaliśmy przekonać

wydział nauk humanistycznych

do testów wielokrotnego wyboru.

Nie poszło najlepiej.

Musieliśmy znaleźć inne rozwiązanie.

To system wzajemnej oceny studentów.

Badania Saddlera czy Good'a,

jasno wskazują,

że to zaskakująco skuteczna

strategia oceniania.

Badania w małych klasach

jasno pokazały,

że oceny studentów, na osi rzędnych

były bardzo zbliżone

do ocen nauczycieli, na osi odciętych.

Ciekawy jest też fakt,

że studenci oceniający własną pracę,

przy odpowiedniej zachęcie,

by nie dawać sobie najwyższych ocen,

oceniają bardzo podobnie do nauczycieli.

Zatem to bardzo skuteczna metoda oceniania,

Zatem to bardzo skuteczna metoda oceniania,

jak również nauczania,

bo studenci uczą się też przez doświadczenie.

Tak stworzyliśmy największy system wzajemnej oceny ,

gdzie tysiące studentów

z powodzeniem ocenia

pracę swoich kolegów.

Nie chodzi jednak o samotne

rozwiązywanie zadań.

Każdy kurs tworzy wokół siebie

studencką społeczność,

zgrupowaną wokół

wspólnego wysiłku intelektualnego.

To mapa samoistnie wygenerowana

przez studentów socjologii Princeton.

Umieścili miejsca zamieszkania na mapie.

Dokładnie obrazuje globalny zasięg
tego przedsięwzięcia.

Studenci współpracowali na wiele różnych sposobów.

Stworzono forum pytań i odpowiedzi,

gdzie studenci mogli

zadawać i odpowiadać na pytania.

Niezwykłe było to,

że grupa była tak liczna,

że nawet jeśli ktoś

zadał pytanie o 3 nad ranem,

gdzieś na świecie

znalazł się ktoś,

kto właśnie pracował nad tym problemem.

W wielu kursach

średni czas odpowiedzi

wynosił zaledwie 22 minuty.

Takiego poziomu usług
nigdy nie zapewnię studentom na Stanford.

(Śmiech)

Z opinii studentów

jasno wynika,

że dzięki tej olbrzymiej społeczności

mogli nawiązać kontakty

głębsze niż podczas kontaktu w klasie.

Bez naszej ingerencji,

samodzielnie formowali

mniejsze grupy.

Niektóre z nich na poziomie lokalnym,

zgodnie z miejscem pobytu.

Co tydzień wspólnie pracowano nad zadaniami.

To grupa naukowa z San Francisco,

ale były też gdzie indziej na świecie.

Tworzono też wirtualne grupy naukowe,

ze względu na wspólnotę języka czy kultury.

W lewym dolnym rogu,

możecie zobaczyć grupę wielokulturową,

stworzoną przez ludzi

chcących poznać inne kultury.

Tego rodzaju struktury

mają ogromny potencjał.

Dają możliwość

bezprecedensowego spojrzenia

i zrozumienia procesu ludzkiej nauki.

Zbierane przez nas dane są unikatowe.

Można rejestrować każde kliknięcie, prace domową

i post na forum dla setek tysięcy studentów.

Stan badań nad zdobywaniem wiedzy

przejdzie od hipotez

do analizy danych.

Ta metoda zrewolucjonizowała biologię.

Te dane mogą pomóc zrozumieć

jakie metody nauki są efektywne

a jakie nie.

Przy konkretnych kursach

można zadać pytanie

o najbardziej powszechne błędy

i pomóc je studentom rozwiązać.

Ponownie "Uczenie maszynowe".

To wykres

błędnych odpowiedzi

na jedno z zadań Andrew.

Odpowiedź wyrażono w formie dwóch liczb,

dlatego obrazuje ją dwuwymiarowa podziałka.

Dwa krzyżyki to dwie różne błędne odpowiedzi.

Duży krzyżyk w lewy górnym rogu

obrazuje kumulację błędnych odpowiedzi

około 2 tys. studentów.

Kiedy w klasie liczącej 100 osób

zaledwie 2 studentów odpowiada błędnie,

ciężko to zauważyć.

Ale jeśli 2 tys. daje tą samą błędną odpowiedź,

ten fakt trudno przegapić.

Andrew wraz ze studentami,

przejrzeli niektóre zadania,

aby zrozumieć, skąd wziął się błąd.

Stworzyli też zindywidualizowany komunikat błedu

dla każdego studenta,

który wyszedł z tego błędnego założenia.

Studenci, którzy popełnili te same błędy

otrzymali spersonalizowaną informację,

jak skutecznie poprawić błędne założenie.

Personalizację można rozbudowywać

właśnie dzięki dużej ilości studentów.

Może personalizacja

jest również ogromną szansą

na rozwiązanie problemu

mającego już 30 lat.

W 1984 roku, Benjamin Bloom

przedstawił fenomen zwany problemem 2 sigma,

który zaobserwował badając 3 grupy uczniów.

Pierwsza grupa słuchała tradycyjnych wykładów.

Druga uczyła się również w klasie,

ale przy użyciu metody zakładającej,

że studenci nie mogą

przejść do następnego tematu,

zanim nie opanują mistrzowsko poprzedniego.

Ostatnia, trzecia grupa

nauczana była indywidualnie.

Wyniki metody mistrzowskiej były lepsze

o całe odchylenie standardowe, czyli sigma,

od standardowych wykładów.

Nauczanie indywidualne różniło się o dwie sigmy

czyli dwa odchylenia standardowe.

Aby zrozumieć, co to dokładnie oznacza,

przyjrzyjmy się tradycyjnemu nauczaniu

i wybierzmy średnią ocen jako próg.

Połowa studentów znajdzie się powyżej przeciętnej,

a połowa poniżej.

W nauczaniu indywidualnym,

98% znajduje się powyżej przeciętnej.

Wyobraźmy sobie takie kształcenie,

gdzie 98% studentów jest ponad przeciętną.

Problem 2 odchyleń standardowych bierze się stąd,

że społeczeństwa nie stać

na indywidualne nauczanie wszystkich studentów.

Ale może stać nas na zapewnienie im

dostępu do komputera czy smartfona.

Jak użyć technologii,

by błękitna krzywa wykresu

przesunęła się w prawo, do zielonej krzywej?

Z komputerem łatwiej jest opanowywać materiał,

bo nie męczy go

pokazywanie tego samego materiału 5 razy z rzędu,

czy ocenianie tej samej pracy kilka razy.

Mieliśmy okazję już to zauważyć.

Zaczynamy również widzieć początki

personalizacji nauczania,

np. indywidualny tok studiów

lub spersonalizowane informacje zwrotne.

Chcemy przesunąć

niebieską krzywą jeszcze bliżej zielonej.

Czy uniwersytety przechodzą do lamusa?

Mark Twain tak właśnie sądził mówiąc,

że szkoła to miejsce,
gdzie notatki profesora

lądują w notatkach studentów,

nie przelatując przez niczyj mózg.

(Śmiech)

Śmiem się nie zgadzać.

Narzekał nie na uniwersytety per se,

ale na formę wykładów,

którym uczelnie poświęcają tyle czasu.

Plutarch powiedział:
"Umysł nie jest naczyniem,

które należy napełnić,

lecz ogniem, który trzeba rozniecić".

Może trzeba spędzać mniej czasu na uniwersytetach

wypełniając umysły wiedzą wykładową

i zacząć rozpalać studencką kreatywność

i umiejętności rozwiązywania problemów

poprzez prawdziwą rozmowę.

Ale jak tego dokonać?

Poprzez aktywne nauczanie.

To i wiele innych badań wskazuje,

że aktywne nauczanie,

faktyczna interakcja na linii nauczyciel-student,

powoduje polepszenie wyników,

lepszą obecność, zaangażowanie w naukę

co można zmierzyć standaryzowanym testem.

Pułap osiągnięć wzrasta niemal dwukrotnie

w tym konkretnym eksperymencie.

Tak należy spędzać czas na uniwersytetach.

Gdyby zaoferować edukację na najwyższym poziomie

każdemu na świecie za darmo,

co by to dało? Trzy rzeczy.

Po pierwsze ustanowilibyśmy wykształcenie

jako podstawowe prawo człowieka.

Tak, by zdolności i motywacja wystarczyły

do zdobycia pożądanych umiejętności

i poprawy życia sobie,

swoim rodzinom i społecznościom.

Po drugie, umożliwiłoby to kształcenie ustawiczne.

To okropna strata, że dla wielu ludzi,

nauka kończy się wraz z ukończeniem
liceum czy studiów.

Mając tą niesamowitą możliwość,

możemy uczyć się czegoś nowego

kiedy tylko przyjdzie nam ochota,

czy to dla poszerzenia własnych horyzontów,

czy dla dokonania zmian w życiu.

Pozwoliłoby to na falę innowacji,

bo niesamowite talenty można znaleźć wszędzie.

Może kolejny Einstein lub Jobs

mieszka gdzieś w odległym zakątku Afryki.

Umożliwienie takiej osobie wykształcenia

zaowocowałoby wielkim odkryciem,

dzięki któremu świat stałby się lepszy.

Dziękuję bardzo.

(Brawa)