Виртуальная лаборатория кардинально изменит естественнонаучные учебные классы | Майкл Бодекер | TEDxCERN

Виртуальная реальность уже давно не принадлежит к отдалённому будущему и связана не только с играми и развлечениями. Майкл Бодекер хочет использовать её для повышения доступности качественного образования. В этом впечатляющем выступлении он демонстрирует идею, которая может кардинально изменить современные методы преподавания естественных наук.

Это выступление записано на мероприятии TEDx, независимо организованном местным сообществом с использованием формата конференций TED. Узнайте больше на http://ted.com/tedx

Сегодня я покажу вам,

как планшет и гарнитура виртуальной
реальности, которая на меня надета,

кардинально изменят образование
в сфере естественных наук.

Ещё я покажу вам,

как это удвоит эффективность работы
учителей естествознания.

Но прежде чем показать вам,
как этого достичь,

давайте поговорим о том, почему повышение
качества естественнонаучного образования

жизненно важно.

Если задуматься,

мир развивается невероятно быстро.

И с этим развитием перед нами
встаёт всё больше проблем,

таких как глобальное потепление,

голод, нехватка воды,

лечение болезней —

это лишь некоторые из них.

А кто именно поможет решить нам
эти серьёзные проблемы?

В конечном счёте —
вот эти молодые студенты.

Это следующее поколение
молодых блестящих учёных.

Во многом мы полагаемся на них,

ожидая от них новых,
инновационных решений,

которые помогут справиться
со стоя́щими перед нами проблемами.

Пару лет назад

мы с соучредителем обучали
студентов в университете, таких как эти,

только наши студенты выглядели
скорее вот так.

(Смех)

Да, таково реальное положение дел

во многих университетах мира:

студентам скучно, они не заинтересованы

и иногда даже не знают,
зачем вообще они изучают этот предмет.

Поэтому мы начали искать новые,
инновационные методы обучения,

но были разочарованы результатом.

Мы поняли, что электронные книги
заменили бумажные,

видео с YouTube заменили классные доски,

а лекции в аудитории превратились в МООК —

массовые открытые онлайн-курсы.

Если задуматься,

всё, чем мы занимаемся, —
это просто берём то же содержание

и тот же самый формат,

и даём их бóльшему числу студентов.

Это хорошо, не поймите меня
неправильно, очень хорошо,

но метод обучения остаётся
более-менее таким же,

в нём нет новшеств.

Мы изменили направление поиска

и обнаружили многочисленные доказательства
того, что авиасимуляторы

гораздо эффективнее

при обучении пилотов, если их сочетать
с реальными тренировками полёта.

И мы подумали:

почему бы не применить это
к естественным наукам?

Почему бы не создать
симулятор виртуальной лаборатории?

И мы это сделали.

Фактически, мы начали создавать

полностью смоделированный один к одному

виртуальный симулятор
реальной лаборатории,

где студенты
могли бы проводить эксперименты

с математическими уравнениями,

которые моделировали ситуацию
в реальной лаборатории.

Но не только простое моделирование,

мы также создали усложнённое моделирование

с лучшими университетами вроде MIT,

чтобы показать этим студентам
передовые исследования рака.

Университеты бы сэкономили
миллионы долларов,

давая студентам проводить
виртуальные эксперименты,

прежде чем попасть
в настоящую лабораторию.

И это ещё не всё;
они также могли бы понять —

даже на молекулярном уровне
внутри прибора —

что в приборе происходит.

Кроме того, они могли бы проводить

в лаборатории опасные эксперименты.

Например, как в случае

с изучением бактерии сальмонеллы,
что очень важно,

но многие учебные заведения не могут
этому обучать из соображений безопасности.

Мы, конечно, тестируем студентов,

преподаватели получают
графики с полной информацией

и знают, на каком этапе
находятся студенты.

Но мы не остановились,

так как увидели,
насколько важно содержание

для вовлечённости студентов на занятиях.

Мы привлекли разработчиков игр

для создания забавных
и увлекательных историй.

Например, в данном случае

студенты должны решить
загадочное дело об убийстве

с помощью основных научных навыков.

Отклик, который мы получили
после внедрения,

был невероятно положительным.

Здесь мы видим 300 студентов,

которые увлечённо решают дело об убийстве,

одновременно получая
базовые научные навыки.

И больше всего в этом мне нравится то,

что после этого студенты приходят ко мне,

удивлённые и слегка озадаченные,

и говорят: «Я провёл два часа
в виртуальной лаборатории

и даже не заходил на Facebook».

(Смех)

Вот насколько сильно
вовлекаются и погружаются студенты.

И чтобы выяснить,
действительно ли это работает,

психолог, специалист по обучению,
провёл исследование со 160 студентами

из Стэндфордского университета
и Датского технического университета.

Студентов разделили на две группы.

Одна группа должна была использовать
только виртуальный симулятор лаборатории,

другая — только традиционные
методы обучения.

Обеим группам было дано
одинаковое количество времени.

Интересно,

что студентов протестировали
до и после эксперимента,

чтобы можно было точно определить
прогресс в их обучении.

Они обнаружили

неожиданное увеличение
эффективности обучения на целых 76%

при использовании виртуальных лабораторий
по сравнению с обычным методами обучения.

Ещё более интересной

стала вторая часть исследования,

изучающая влияние преподавателя
на обучение.

Они установили,

что при сочетании виртуальных лабораторий

с кураторством и наставничеством
преподавателя

суммарное увеличение
эффективности обучения достигает 101%,

то есть эффективность преподавателя
естественных наук возрастает в 2 раза

при том же количестве
затраченного времени.

Пару месяцев назад

мы спросили себя —

у нас отличная команда
психологов в области обучения,

преподавателей, учёных
и разработчиков игр —

и мы спросили себя:

как мы можем выполнить обещание

постоянно пересматривать образование?

И сегодня я с волнением представляю
результат нашей работы —

то, над созданием чего
мы так усердно работали.

Сперва я кратко объясню, что это такое.

Я беру свой мобильный телефон —

смартфон, который есть
у большинства студентов, —

и вставляю его в недорогую
гарнитуру виртуальной реальности.

И теперь я действительно
могу это сделать —

в буквальном смысле войти
в виртуальный мир.

Некоторые из вас в аудитории
тоже попробуют это сделать,

вы должны попробовать,

чтобы почувствовать,
насколько ты погружаешься.

Я ощущаю, как будто вошёл
в виртуальную лабораторию.

Вы видите меня на экране?

Аудитория: Да.

Майкл Бодекер: Отлично! Здóрово!

По сути я превратил
свой мобильный телефон

в полностью смоделированную лабораторию
Лиги плюща за миллион долларов

с впечатляющим оборудованием,
на котором можно работать.

Я могу, например, взять пипетку
и провести эксперимент.

У меня есть прибор для электрофореза,
ПЦР и, смотрите,

прибор для секвенирования
следующего поколения,

у меня тут даже есть
электронный микроскоп.

Кто ещё с собой носит
электронный микроскоп?

А здесь моё устройство,

на нём я могу проводить эксперименты.

Здесь находится дверь —

я могу перейти к другим экспериментам,

которые можно проводить в лабораториях.

Вот мой обучающий планшет.

Это умный планшет,

с которого можно читать
соответствующую теорию.

Как видите,
я могу с ним взаимодействовать.

Я могу смотреть видео и изучать материалы,

относящиеся к проводимому эксперименту.

И у меня есть Мари.

Она мой преподаватель,
мой ассистент в лаборатории,

она сопровождает меня в этой лаборатории.

Очень скоро

преподаватели буквально
смогут телепортироваться

в этот виртуальный мир,
где я сейчас нахожусь,

помогать мне и направлять меня
на протяжении всего эксперимента.

Перед тем, как закончить,

я хочу показать вам ещё более крутую вещь,

которую вы не сможете сделать
даже в реальных лабораториях.

Это прибор для ПЦР.

Я начинаю эксперимент.

Только что я буквально уменьшил себя
в миллион раз,

до размера молекулы —

ощущения и впрямь такие,
вам нужно попробовать.

Теперь я чувствую себя,
будто нахожусь внутри прибора

и вижу ДНК и другие молекулы.

Я вижу полимеразу, ферменты и так далее.

И в данном случае я могу видеть,

как ДНК реплицируется миллионы раз,

точно так же, как это происходит сейчас
в вашем организме.

И я могу по-настоящему почувствовать
и понять, как всё это работает.

Надеюсь, это дало вам
некоторое представление

о возможностях этих новых
методов обучения.

Я хочу подчеркнуть,

всё, что вы сейчас видели,
также работает на iPad и ноутбуках

без гарнитур.

Я говорю это по очень важной причине.

Для того чтобы действительно
заинтересовать и вдохновить

следующее поколение учёных,

нам нужны преподаватели,
которые бы продвигали использование

новых технологий в учебных классах.

И во многих отношениях,

я считаю, что следующий
большой качественный скачок

в естественнонаучном образовании

будет связан не с столько с технологией,

сколько с решением преподавателей

сделать шаг вперёд
и начать использовать эти технологии

в учебных классах.

И мы надеемся, что всё больше
университетов, школ, а также учителей

будут сотрудничать
с технологическими компаниями,

чтобы в полной мере реализовать
эту возможность.

Итак,

в заключение я хочу рассказать вам
небольшую историю,

которая очень вдохновляет меня.

Это история Джека Андраки.

Возможно, кто-то из вас знает о нём.

Он изобрёл новый, революционный и
дешёвый тест для рака поджелудочной железы

в возрасте 15 лет.

Когда Джек рассказывает о том,
как он сделал огромный прорыв,

он объясняет,
что одна вещь почти помешала ему

добиться успеха.

Это отсутствие доступа
в реальные лаборатории,

потому что он был слишком неопытен,

чтобы его туда допустили.

Представьте, если бы мы предоставили

виртуальные лаборатории
Лиги плюща за миллион долларов

всем этим студентам, таким как Джек,

во всём мире,

и дали им новейшие, наилучшие,
самые совершенные приборы,

которые заставили бы
любого сидящего здесь учёного

буквально прыгать от восхищения.

Затем представьте,
как бы это могло вдохновить

новое поколение молодых блестящих учёных,

готовых усовершенствовать и менять мир.

Большое спасибо!

(Аплодисменты)