Daphne Koller: O que estamos aprendemos com a educação online

Daphne Koller está atraindo universidades de elite a disponibilizarem online seus cursos mais intrigantes gratuitamente -- não apenas como um serviço, mas como forma de pesquisar como as pessoas aprendem. Cada toque, teste de compreensão, fórum de discussão entre alunos e tarefas de autoavaliação, criam um conjunto inédito de dados sobre como o conhecimento é processado e, o mais importante, absorvido.

Como muitos aqui, sou uma pessoa de sorte.

Nasci em uma família onde educação era prioridade.

Sou de uma 3ª geração de PhDs, filha de acadêmicos.

Brincava no laboratório do meu pai na universidade, quando criança.

Era esperado que eu estudasse em universidades de elite,

o que me abriu portas de um mundo de oportunidades.

Infelizmente, a maioria não têm tanta sorte.

Em alguns lugares, na África do Sul, por exemplo,

a educação não é prontamente acessível.

Lá, o sistema educacional foi construído

para a minoria branca, na época do apartheid.

E como consequência, hoje não há vagas suficientes

para os que querem e merecem uma educação de qualidade.

Essa escassez levou a uma crise em janeiro deste ano

na Universidade de Joanesburgo.

Haviam sobrado algumas vagas

do processo de admissão regular, e na noite anterior

à abertura dessas matrículas,

milhares de pessoas ficaram ao portão em uma fila de 1,6 Km,

na esperança de conseguir uma vaga.

Quando os portões foram abertos, houve tumulto,

20 pessoas ficaram feridas e uma mulher morreu.

Era uma mãe que deu a vida

tentando conseguir um futuro melhor para o filho.

Mas mesmo em lugares, como os Estados Unidos,

onde educação é acessível, ela pode não ser atingível.

Tem sido muito discutido nos últimos anos

o aumento no custo do sistema de saúde.

O que pode não ser tão óbvio às pessoas

é que durante esse mesmo período, o custo da educação superior

vem subindo quase o dobro,

a um total de 559 por cento desde 1985.

Isso torna a educação inacessível a muitos.

Finalmente, mesmo àqueles que almejam ter um curso superior,

as portas da oportunidade podem não se abrir.

Pouco mais da metade dos universitários recém-formados

nos Estados Unidos

estão realizando trabalhos que requerem tal formação.

Isso, claro, não é assim para estudantes

que se formam nas instituições de elite,

mas para muitos outros, não há reconhecimento

por seu tempo e dedicação.

Tom Friedman, em seu recente artigo no New York Times,

captou, como ninguém, o espírito por trás do nosso empenho.

Disse que as grandes descobertas ocorrem

quando o subitamente possível encontra o desesperadamente necessário.

Já falei sobre o desesperadamente necessário.

Vamos falar agora sobre o subitamente possível.

O subitamente possível foi demonstrado por

três grandes turmas de Stanford,

cada uma com uns 100.000 alunos inscritos.

Para entender isso, vamos dar uma olhada em uma dessas turmas,

a de Aprendizagem de Máquinas ministrada por meu colega

e co-fundador Andrew Ng.

Andrew leciona em uma das maiores turmas de Stanford.

É a disciplina Aprendizagem de Máquinas,

e há 400 inscritos sempre que ela é oferecida.

Quando Andrew lecionou essa matéria ao público em geral,

houve 100.000 inscritos.

Então para dar uma perspectiva desse montante,

para Andrew atingir esse número de alunos

dando aulas em Stanford,

teria que fazer isso por 250 anos.

É claro, ficaria muito entediado.

Então, ao ver o impacto disso,

Andrew e eu decidimos que precisávamos fazer uma progressão,

levar o ensino de qualidade ao máximo de pessoas possível.

Então criamos Coursera,

cujo objetivo é pegar os melhores cursos,

dos melhores instrutores e universidades,

e fornecê-los gratuitamente a todos no mundo.

Temos atualmente 43 cursos na plataforma,

de quatro universidades através de uma série de disciplinas,

e darei uma visão geral

de como é.

(Vídeo) Robert Ghrist: Bem-vindos a Cálculo.

Ezekiel Emanuel: 50 milhões de pessoas não têm seguros.

Scott Page: Modelos nos auxiliam a projetar instituições e políticas mais efetivas.

Existe uma segregação inacreditável.

Scott Klemmer: Então Bush imaginou que no futuro,

usaríamos uma câmera bem no meio da cabeça.

Mitchell Duneier: Mills quer que o estudante de sociologia desenvolva a capacidade de discernir ...

RG: Um cabo suspenso toma forma de um cosseno hiperbólico.

Nick Parlante: Para cada pixel na imagem, ajuste o vermelho no zero.

Paul Offit: ... A vacina permitiu a erradicação do vírus da pólio.

Dan Jurafsky: A Lufthansa serve café da manhã em San Jose? Bem, isso é estranho.

Daphne Koller: Assim você escolhe a moeda, e esses são os 2 lances.

Andrew Ng: Em aprendizagem de máquinas de grande escala, gostaríamos de chegar ao computacional...

(Aplausos)

DK: Talvez não seja surpresa

que alunos gostem de obter o melhor conteúdo

das melhores universidades gratuitamente.

Desde que inauguramos o site em fevereiro,

tivemos 640.000 alunos de 190 países.

Temos 1.5 milhão de inscrições,

6 milhões de testes nas 15 turmas já lançadas

foram aplicados, e 14 milhões de visualizações de vídeos.

Mas não se trata apenas de números,

e sim de pessoas.

Quer seja Akash, de uma pequena cidade na Índia

que jamais teria acesso

a um curso da qualidade em Stanford

e nunca teria condições de pagar.

Ou Jenny, uma mãe solteira com 2 filhos

que quer aprimorar suas habilidades

para voltar e concluir um mestrado.

Ou Ryan, que não pode frequentar uma faculdade,

porque sua filha imunodeficiente

não pode arriscar-se a ter germes em casa,

e por isso ele não sai.

Fico muito contente em dizer --

recentemente, tivemos contato com Ryan --

que sua história teve um final feliz.

Baby Shannon -- podem vê-la à esquerda --

está bem melhor agora,

e Ryan conseguiu emprego por ter feito os cursos.

Então o que há de diferente nesses cursos?

Até porque, cursos online existem a algum tempo.

A diferença é que são experiências de um curso real.

Começam em dia determinado,

os alunos assistem aos vídeos semanalmente

e fazem deveres de casa.

São deveres de casa reais

com avaliações e prazos reais.

Podem ver os prazos e gráficos de uso.

Esses são os picos mostrando

que procrastinação é um fenômeno mundial.

(Risos)

Ao final do curso,

os alunos recebem um certificado.

Podem apresentar esse certificado

a um provável empregador e obter um emprego melhor

e sabemos de muitos alunos que o conseguiram.

Alguns alunos pegaram seus certificados

e os apresentaram a instituição educacional em que estudavam

para obtenção de crédito.

Assim eles conseguiram algo significativo

por seu investimento de tempo e dedicação.

Vamos falar um pouco sobre alguns componentes

desses cursos.

O primeiro é que quando você se afasta

das limitações do espaço físico da sala de aula

e projeta o conteúdo explicitamente para um formato online,

você pode fugir, por exemplo,

do monolítico discurso de uma hora.

Pode dividir o material, por exemplo,

em curtas unidades modulares de 8 a 12 minutos,

cada qual representando um conceito coerente.

Alunos podem examinar o material de diferentes modos,

dependendo de sua formação, habilidades ou interesses.

Alguns alunos podem beneficiar-se

de um pouco do material preparatório

que outros alunos já tiveram.

Outros alunos podem ter interesse em estudar

mais profundamente um tópico em particular.

Assim esse formato nos permite romper

com o modelo único de educação para todos,

e permite aos alunos um currículo mais personalizado.

Claro, sabemos, como educadores,

que alunos não aprendem assistindo a vídeos passivamente.

Talvez um dos maiores componentes desse empenho

seja a necessidade de ter alunos

que pratiquem o conteúdo

para compreendê-lo bem.

Há uma série de estudos demonstrando a importância disso.

Esse que apareceu em Ciências, ano passado,

demonstra que mesmo uma simples prática de revisão,

quando alunos apenas repetem

o que já foi ensinado,

dá resultados mais satisfatórios

em vários testes de desempenho

do que muitas outras intervenções educacionais.

Tentamos criar exercícios de revisão na plataforma,

assim como outras formas de prática de modos variados.

Por exemplo, nossos vídeos não são apenas vídeos.

A cada poucos minutos, o vídeo pausa

e os alunos recebem uma pergunta.

(Vídeo) SP: ... Essas quatro coisas. Teoria do prospecto, redução hiperbólica,

tendência do status quo e taxa básica. Estão todas bem documentadas.

Então, todos são bem documentados desvios do comportamento racional.

DK: Aqui pausa-se o vídeo,

e o aluno digita a resposta no espaço

e a envia. Claro que não estão prestando atenção.

(Risos)

Então tentam novamente,

e dessa vez acertam.

Há uma explicação opcional, caso queiram.

E agora o vídeo avança à parte seguinte da aula.

Essa é uma pergunta meio simples

que eu como instrutora talvez faça em aula,

mas quando pergunto em aula,

80 por cento dos alunos

ainda estão anotando o que acabei de dizer,

15 por cento está no Facebook,

e também há os sabichões da primeira fila

que se apressam a responder

antes que os outros tenham chance de pensar a respeito,

e como instrutora fico muito grata

por alguém saber a resposta.

E assim a aula segue antes que

a maioria dos alunos percebam que a pergunta foi respondida.

Aqui, cada aluno

tem que se envolver com o assunto.

E claro essas simples questões de revisão

não são o fim da história.

É preciso criar exercícios bem mais significativos,

e também prover aos alunos

feeedback sobre as questões.

Bem, como avaliar o trabalho de 100.000 alunos

se não temos 10.000 tutores?

A resposta é, precisamos usar tecnologia

a nosso favor.

Felizmente, a tecnologia avançou muito, e

podemos avaliar muitos tipos interessantes de dever de casa.

Além de múltipla escolha

e os tipos de perguntas curtas que viram no vídeo,

podemos dar notas tanto em matemática como em expressões

e derivações matemáticas.

Podemos avaliar modelos, tanto os

financeiros em uma aula de negócios

como os de física em uma aula de Ciências ou Engenharia

e podemos avaliar trabalhos de programação bem sofisticados.

Mostrarei um modelo até bem simples

mas um tanto visual.

Este é da turma 101 de Ciências da Computação de Stanford,

e os alunos devem corrigir as cores

dessa imagem borrada de vermelho.

Eles estão digitando o programa no navegador,

e ainda não acertaram, a Dama da Liberdade ainda está enjoada.

Então, tentam novamente, acertam, isso é dito,

e assim podem ir para o próximo trabalho.

Essa possibilidade de interagir ativamente com o conteúdo

e saber quando acertou ou errou

é essencial ao aprendizado do aluno.

Claro que não podemos ainda avaliar

todas as tarefas necessárias a todos os cursos.

Especificamente, falta o tipo de trabalho crítico

que é tão essencial em disciplinas

de Humanas, Ciências Sociais, Negócios e outras.

Tentamos convencer,

algumas faculdades de Humanas

de que múltipla escolha não era tão ruim.

O que não deu muito certo.

Então tivemos que encontrar outra solução.

E chegamos a 'avaliação entre alunos'.

Estudos anteriores mostram,

como este de Saddler e Good,

que esse tipo de avaliação é bem eficaz

como meta à atingir avaliações justas.

Só tentamos em turmas pequenas,

mas ficou demonstrado,

que essas notas dadas por alunos no eixo y

estão bem correlacionadas

às avaliações feitas por professores no eixo x.

O mais surpreendente é que as autoavaliações,

quando alunos avaliam seus próprios trabalhos --

desde que incentivados da forma correta,

para que não se autoavaliem com nota máxima --

estão ainda melhor correlacionadas às avaliações dos professores.

Então essa é uma estratégia eficaz

que pode ser usada nas avaliações em larga escala,

e também é uma estratégia de aprendizagem útil aos alunos,

porque eles realmente aprendem com a experiência.

Assim temos o maior canal de avaliação entre alunos já concebido,

onde dezenas de milhares de alunos

avaliam uns aos outros,

com bastante sucesso.

Mas não se trata apenas de alunos

sozinhos em casa solucionando questões.

Em volta de cada curso,

há uma comunidade de alunos formada,

uma comunidade global

em torno de um empenho intelectual compartilhado.

Vemos aqui um mapa feito

por estudantes da turma 101 de Sociologia em Princeton,

que se colocaram em um mapa-mundi,

e podemos ver o alcance global desse empenho.

Estudantes colaboraram nesses cursos de várias formas.

Primeiro, houve um fórum de perguntas e respostas,

em que uns alunos postavam perguntas,

e outros as respondiam.

E o mais incrível é que,

por haver tantos alunos,

isso significa que se um aluno postar uma pergunta

as 3:00 da manhã,

em algum lugar do mundo,

haveria alguém acordado

e trabalhando na mesma questão.

Então, em muitos cursos,

a média de tempo de resposta

a uma pergunta no fórum era de 22 minutos.

O que não é o nível de serviço que ofereço a meus alunos em Stanford.

(Risos)

E podemos ver pelos testemunhos dos alunos

que eles realmente pensam

isso por causa dessa imensa comunidade online,

eles interagem entre si de várias maneiras

mais profundas do que no contexto do espaço físico da sala de aula.

Os Alunos também se reunem,

sem nossa intervenção,

em pequenos grupos de estudo.

Alguns eram grupos de estudos físicos

sobre restrições geográficas

e encontravam-se semanalmente para resolver questões.

Este é o grupo de estudo de San Francisco,

e havia outros em todo o mundo.

Outros eram grupos virtuais de estudo,

às vezes junto a linhas culturais ou de linguagem,

e embaixo à esquerda,

vemos nosso grupo de estudo multicultural universal

onde pessoas queriam se conectar

com gente de outras culturas.

Há tremendas oportunidades

a se extrair dessa estrutura.

A primeira é o potencial de nos dar

um olhar completamente novo

sobre a compreensão do aprendizado humano.

Porque os dados coletados aqui são inéditos.

Podemos colecionar cada clique, envio de dever de casa,

comentário no fórum de dezenas de milhares de alunos.

Assim podemos tornar o estudo da aprendizagem humana,

do modelo dirigido de hipóteses

ao dirigido por dados, uma transformação que

tem revolucionado a biologia.

Podemos usar esses dados para entender questões fundamentais

como, quais são as boas estratégias de aprendizagem

eficazes e as que não são?

E em relação a cursos específicos,

podemos fazer perguntas

como, quais são os conceitos equivocados mais comuns

e como podemos ajudar os alunos a resolvê-los?

Então aqui está um exemplo,

também da turma de Andrew sobre Aprendizagem de Máquinas.

Essa é uma distribuição de respostas erradas

a um dos trabalhos pedidos por Andrew.

As respostas são pares de números,

então podemos desenhá-los nesse gráfico bidimensional.

Cada cruzinha é uma resposta errada diferente.

A cruz grande no alto à esquerda

marca o lugar em que 2.000 alunos

deram a mesma resposta errada.

Agora, se 2 alunos de uma turma de 100

derem a mesma resposta errada,

vocês não notariam.

Mas quando 2.000 dão a mesma resposta errada,

difícil não notarmos.

Então Andrew e seus alunos foram lá,

olharam alguns dos trabalhos,

entenderam a raiz do equívoco,

e produziram uma mensagem de erro direcionada

que seria disponibilizada a cada aluno

cuja resposta incidisse naquele erro,

significando que os que cometeram o mesmo erro

poderiam ter feedback personalizado

dizendo como corrigir o equívoco mais efetivamente.

Então essa personalização é algo que alguém pode construir

tendo esses números.

Personalização é talvez

uma das grandes oportunidades aqui também,

porque ela nos provê com o potencial

de resolver um problema de 30 anos.

O pesquisador educacional Benjamin Bloom, em 1984,

expôs o chamado problema 2 sigma,

das observações de estudo de 3 grupos.

O primeiro é o que estudou numa turma de aulas expositivas.

O segundo é o de alunos que estudaram

numa sala de aula padrão, de aulas expositivas,

mas com abordagem de domínio de conteúdo,

assim os alunos só avançavam ao tópico seguinte

quando demonstravam ter dominado o anterior.

E finalmente, havia o grupo de alunos

que aprendeu através de instrução um a um, com tutor.

No grupo da abordagem de domínio de conteúdo, houve um desvio padrão total,

ou sigma, e ele atinge melhor desempenho

do que o grupo de aulas expositivas regulares,

e o de tutorial individual atinge 2 sigma

em melhor aproveitamento.

Para entender o significado disso,

vamos dar uma olhada na turma de aulas expositivas,

e vamos escolher o desempenho médio como limiar.

Assim numa turma de aulas expositivas,

metade dos alunos estão acima desse nível e metade abaixo.

No método de instrução individual tutorial,

98 por cento dos alunos estão acima desse limiar.

Imaginem se pudéssemos ensinar de modo que 98% de nossos alunos

ficassem acima da média.

Por isso, os problemas 2 sigma.

Porque não podemos, como sociedade,

prover cada aluno com um tutor humano individual.

Mas talvez possamos dispor a cada aluno

um computador ou smartphone.

Então como podemos usar tecnologia

para mover o lado esquerdo do gráfico, da curva azul

para o lado direito na curva verde?

É fácil alcançar excelência através de um computador,

porque ele não se cansa

de mostrar-nos o mesmo vídeo cinco vezes.

E ele não se cansa de avaliar um trabalho muitas vezes,

vimos isso em vários exemplos.

E mesmo personalização

é algo que está apenas começando,

seja via trajetória personalizada através do curriculum

ou algum feedback personalizado que mostrei.

Portanto, a meta aqui é tentar empurrar,

e ver até onde podemos chegar na curva verde.

Então, se isso é tão incrível, as universidades agora estão obsoletas?

Bem, Mark Twain não pensava assim.

Ele disse que, "A Faculdade é um lugar onde as anotações de aula do professor

vão direto para as anotações de aula dos alunos,

sem passar pelos cérebros de ambos."

(Risos)

No entanto, peço que discordem de Mark Twain.

Penso que ele não fazia críticas às universidades

e sim ao formato de aula

a que muitas universidades se dedicam tanto.

Então voltemos ainda mais fundo no tempo, a Plutarco,

que disse, "A mente não deve ser enchida como a um vaso,

e sim acesa como lenha ao fogo."

E talvez devêssemos gastar menos tempo nas universidades

enchendo as mentes dos nossos alunos com discursos,

e sim usar mais tempo estimulando criatividade,

imaginação e habilidades de resolução de problemas,

conversando, de fato, com eles.

Então como fazemos isso?

Através de aprendizagem ativa em classe.

Assim há muitos estudos, inclusive este,

mostrando que se usamos aprendizagem ativa,

interagindo com os alunos em classe,

a performance avança em cada métrica --

na frequência, engajamento e no aprendizado

como mensurado por um teste padrão.

Podem ver que o taxa de desempenho

quase dobra nesse experimento em particular.

Então, talvez, seja assim que deveríamos gastar nosso tempo nas universidades.

Resumindo, se pudéssemos oferecer uma educação de alta qualidade

a todos no mundo gratuitamente,

o que ela faria? Três coisas.

Primeiro, ela estabeleceria a educação como direito humano fundamental,

em que qualquer um no mundo

com capacidade e motivação

poderia conseguir as habilidades necessárias

para melhorar sua própria vida,

de sua família e comunidade.

Segundo, ela possibitaria o aprendizado contínuo.

É uma pena que para tanta gente,

a aprendizado termina quando eles acabam o ensino médio ou a graduação.

Mas tendo esse incrível conteúdo disponível,

poderíamos aprender algo novo

sempre que quiséssemos,

para expandir nossas mentes

ou mudar nossas vidas.

E finalmente, isso permitiria uma onda de inovação,

porque talentos marvilhosos podem ser encontrados em qualquer lugar.

Talvez o próximo Albert Einstein ou Steve Jobs

esteja morando numa distante vila na África.

E se pudéssemos oferecer a ele uma educação,

ele poderia ter a próxima grande ideia

e fazer do mundo um lugar melhor para todos.

Muito obrigada.

(Aplausos)