This virtual lab will revolutionize science class | Michael Bodekaer

翻訳: Keiko Marutani 校正: Masaki Yanagishita

Today, I am going to show you

今日 みなさんに

how this tablet and this virtual-reality headset that I'm wearing

このタブレットと 私が装着している このバーチャルリアリティ・ヘッドセットが

are going to completely revolutionize science education.

科学の授業にどのような革命を もたらすかをお見せしましょう

それと 科学の教師が

And I'm also going to show you

how it can make any science teacher more than twice as effective.

生徒の学習効率を数段 高められる方法を お見せしましょう

どうすればそのすべてが 可能になるのかをお見せする前に

But before I show you how all of this is possible,

let's talk briefly about why improving the quality of science education

科学の授業の質を高めることが なぜ重要なのかについて

手短にお話しましょう

is so vitally important.

If you think about it,

皆さんもお気づきのはずですが

the world is growing incredibly fast.

世界は急ピッチで成長しています

And with that growth comes a whole list of growing challenges,

その成長の裏側には越えるべき 課題もたくさんあります

challenges such as dealing with global warming,

例えば地球温暖化の問題であるとか

solving starvation and water shortages

飢餓問題 水不足 病気の根治など

and curing diseases,

数多くあります

to name just a few.

And who, exactly, is going to help us solve all of these great challenges?

そういった大きな難問解決に いったい誰が手を貸すのでしょうか

Well, to a very last degree, it is these young students.

最終的にはそれは 彼ら若き学生たちなのです

This is the next generation of young, bright scientists.

彼らこそ 若き聡明な 次世代の科学者たちなのです

様々な面で私たちが 彼らに期待しているのは

And in many ways, we all rely on them

斬新で偉大な発想で

for coming up with new, great innovations

to help us solve all these challenges ahead of us.

迫り来るあらゆる難問を 解決してくれることです

And so a couple of years back,

数年ほど前 私は ビジネス・パートナーとともに

my cofounder and I were teaching university students just like these,

大学でこういった感じの 学生を前に教鞭をとっていました

私たちが教えていた学生は こんな感じだったんです

only the students we were teaching looked a little bit more like this here.

(Laughter)

（笑）

And yes, this is really the reality out there

そうです これが現実なのです

学生が退屈してしまって 興味をなくし

in way too many universities around the world:

students that are bored, disengaged

なぜ それを学ぶのか 理由さえわからなくなる

and sometimes not even sure why they're learning about a topic

そんなことが 世界中のあまりにも

多くの大学で起きているのです

in the first place.

So we started looking around for new, innovative teaching methods,

そこで私たちは 斬新な教え方が ないものかと探したのですが

極めて残念な結果に終わりました

but what we found was quite disappointing.

We saw that books were being turned into e-books,

私たちが目にしたのは 本がデジタル書籍になり

blackboards were being turned into YouTube videos

黒板がYouTubeの動画に替わり

and lecture hall monologues were being turned into MOOCs --

大ホールでの授業が MOOC すなわち

massive online open courses.

大規模オープンオンライン講座に なっていく様子でした

And if you think about it,

よく考えてみれば

all we're really doing here is taking the same content

ここでしていることは 同じ内容を

and the same format,

同じ形式で

より多くの学生に差し出しているだけなのです

and bringing it out to more students --

which is great, don't get me wrong, that is really great --

素晴らしいことではあるんですよ 誤解しないでくださいね

but the teaching method is still more or less the same,

でもどちらかといえば 依然として教え方は同じで

特に革新的なものではないんです

no real innovation there.

So we started looking elsewhere.

ですから私たちは他で 探すことにしたのです

What we found was that flight simulators had been proven over and over again

それで わかったのですが フライトシミュレータを

to be far more effective

実際の飛行訓練と組み合わせた場合

非常に効果があがることが 繰り返し証明されていたのです

when used in combination with real, in-flight training to train the pilots.

And so we thought to ourselves:

それを科学の授業に応用することを 思いついたのです

Why not just apply that to science?

Why not build a virtual laboratory simulator?

仮想ラボシミュレータを 造るのはどうかと思ったのです

Well, we did it.

それで やってみました

We basically set out to create

私たちが目指したのは 基本的に

a fully simulated, one-to-one, virtual reality laboratory simulator,

完全再現した 個人対応型の仮想現実ラボを作り

where the students could perform experiments

そこで学生たちが

with mathematical equations

本物のラボで実験するかのように

that would simulate what would happen in a real-world lab.

数式に基づく実験を 疑似体験できるようにすることです

But not just simple simulations --

しかし単純な模擬版というわけではなく

we would also create advanced simulations

MITのような最高峰の大学と協力し

with top universities like MIT,

最先端のがんに関する研究を 学生に教えられるようなレベルの

to bring out cutting-edge cancer research to these students.

先進のシミュレータを 制作することにしたのです

And suddenly, the universities could save millions of dollars

学生が本物の実験室に入る前に

by letting the students perform virtual experiments

実験を疑似体験できるようになると

before they go into the real laboratory.

大学は いきなり何百万ドルもの経費を 節約できるようになりました

And not only that; now, they could also understand --

それだけではなく 学生は

even on a molecular level inside the machine --

疑似装置の中で何が起きているのか 分子レベルで

what is happening to the machines.

理解できるようになったのです

その上 実験室では危険すぎる実験まで できるようになったのです

And then they could suddenly perform

dangerous experiments in the labs as well.

For instance also here,

例えば

重要なテーマでありながら 安全性を理由に多くの学校で

learning about salmonella bacteria, which is an important topic

that many schools cannot teach for good safety reasons.

教えることができなかった サルモネラ菌について学ぶことができるのです

And we, of course, quiz the students

それに もちろん テストをした後

教師はダッシュボードを使って

and then give the teachers a full dashboard,

so they fully understand where the students are at.

学生全員の進度を把握できます

しかし それだけではありません

But we didn't stop there,

because we had seen just how important meaning is

授業中に学生たちの興味を維持するためには

for the students' engagement in the class.

意味を理解することが とても重要だからです

そこでゲームデザイナーを連れて来て

So we brought in game designers

to create fun and engaging stories.

楽しくて引き込まれるような ストーリーを考えだしたのです

For instance, here in this case,

例えば この授業で学生は

where the students have to solve a mysterious CSI murder case

ドラマ『CSI：科学捜査班』のような 殺人ミステリーを

using their core science skills.

学習課題の科学的知識を駆使して 解決しなくてはなりません

And the feedback we got when we launched all of this

これらすべてを始めたときに

返ってきた反応は 非常に肯定的でした

was quite overwhelmingly positive.

Here we have 300 students,

ここには300名の学生がいますが

CSIの殺人ミステリーに 真剣に取り組みながら

all passionately solving CSI murder cases

while learning core science skills.

課題である科学的知識を学びました

And what I love the most about this

最も感動したのは

授業の後 学生が すっかり驚いて 戸惑い気味に

is really when the students come up to me sometimes afterwards,

all surprised and a little confused,

私のところに来て

and say, "I just spent two hours in this virtual lab,

「仮想ラボに2時間もいたけれど

途中でFacebookを一度も見なかった」 と言った時でした

and ... and I didn't check Facebook."

(Laughter)

（笑）

That's how engaging and immersive this really is for the students.

学生にとって それほど身を入れ 没頭できるということなのです

And so, to investigate whether this really worked,

実際にどのような 効果があったのかを理解するために

a learning psychologist did a study with 160 students --

学習心理学者が160名の学生を 調査しました

that was from Stanford University and Technical University of Denmark.

被験者はスタンフォード大学と デンマーク工科大学の学生です

And what they did is split the students into two groups.

学生を二つのグループに分けました

One group would only use the virtual laboratory simulations,

ひとつのグループは 仮想ラボシミュレータを使い

もうひとつのグループは従来の 教え方で学びました

the other group would only use traditional teaching methods,

and they had the same amount of time.

両グループとも 授業時間の長さは同じです

興味深いことに

Then, interestingly,

they gave the students a test before and after the experiment,

学生の学習結果を明確に測定するために

so they could clearly measure the learning impact of the students.

実験の前後に テストが実施されました

その結果

And what they found

was a surprisingly high 76 percent increase in the learning effectiveness

仮想ラボを使うと 従来の学習方法より

学習効率がなんと76%も 高まったことがわかりました

when using virtual laboratories over traditional teaching methods.

But even more interestingly,

さらにおもしろいことに

the second part of this study investigated

この調査の第二部として

学習に対する教師の影響力についても 調査したのです

what the teacher's impact was on the learning.

その結果

And what they found

was that when you combined the virtual laboratories

仮想ラボと 教師による 手ほどきや指導を組み合わせると

with teacher-led coaching and mentoring,

学習効率は101%も

then we saw a total 101 percent increase in the learning effectiveness,

向上するということが 判明したのです

which effectively doubles the science teacher's impact

つまり かけた時間が同じでも 教師の影響力は

with the same amount of time spent.

二倍になるということになります

So a couple of months back,

数ヶ月前に

we started asking ourselves --

私たちは自問自答を始めました

学習心理学者、教師、科学者 ゲームデベロッパなど

we have a wonderful team now of learning psychologists

and teachers and scientists and game developers --

素晴らしい専門家のチームが あるわけですが

どうすれば 新たな教育の概念を

and we started asking ourselves:

How can we keep ourselves to our promise

生み出し続けられるだろうかと

of constantly reimagining education?

私たちは自分たちに 問い続けることにしたのです

そして今日ここで 皆さんに 私たちが考案したことと

And today, I am really excited to be presenting what we came up with

and have been working incredibly hard to create.

そして非常に苦労して制作してきたものを 発表できることを嬉しく思います

I will explain briefly what this is.

簡単にどういうものかを説明します

Basically, I take my mobile phone --

基本的には携帯電話を使います ー

most students already have these, smartphones --

すでに殆どの学生がスマホを 持っていますから ー

and I plug it into this virtual-reality headset, a low-cost headset.

スマホをこの安価な VRゴーグルにつなぎます

And now what I can effectively do is,

これで仮想世界の中に

I can literally step into this virtual world.

文字通り入っていけます

会場にいらっしゃる何人かにも 試してもらいましょうね

We'll have some of you in the audience also get to try this,

because it is really something that you have to try

とにかく実際に体験してもらうと いかに没入感を得られるかが

to fully feel how immersive it really is.

わかると思います

It literally feels like I just stepped inside this virtual lab.

この仮想ラボ空間に まるで 本当に足を踏み入れたように感じます

Do you see me up on the screen?

スクリーン上に私が見えますか？

会場：見えます

Audience: Yes.

マイケル・ボデカー：よかった！

Michael Bodekaer: Great! Awesome.

So basically, I have just turned my mobile phone

たった今 私の携帯電話は 百万ドルクラスの

into a fully simulated, million-dollar Ivy League laboratory

操作可能な すごい装置一式が揃う アイビーリーグ大学の研究室を

with all this amazing equipment that I can interact with.

完全にシミュレートしています

I can, for instance, pick up the pipette and do experiments with it.

例えば このピペットを使って 実験をすることができます

I have my E-Ggel, my PCR and -- oh, look there,

ここにはE-GelもあればPCR装置も ああ みてください

I have my next-generation sequencing machine,

次世代シークエンサー （NGSM）も

and there I even have my electron microscope.

それに電子顕微鏡もあります

I mean, who's carrying around an electron microscope in their pocket?

そうです 電子顕微鏡を 携帯できるなんてすごいでしょう

And here I have my machine,

ここには私のパソコンがあって

I can do different experiments on the machine.

このマシンを使って さまざまな実験が可能です

And over here I have the door,

こちらにはドアがあり

I can go into other experiments,

他の実験室で 別の実験ができます

I can perform in the laboratories.

And here, I have my learning tablet.

こちらには私の学習用タブレットがあります

This is an intelligent tablet

インテリジェントタブレットなので

that allows me to read about relevant theory.

関連する理論を検索し 読むことができます

ご覧のように インタラクティブに反応します

As you can see, I can interact with it.

I can watch videos and see content that is relevant

今ここで行っている実験に関連する ビデオや情報を閲覧できるのです

to the experiment that I'm performing right now.

ここに来るとマリーがいます

Then over here, I have Marie.

She is my teacher -- my lab assistant --

マリーは私の先生というか ラボアシスタントで

このラボ全体を案内してくれます

and what she does is guides me through this whole laboratory.

And very soon,

そしてもうすぐ

the teachers will be able to literally teleport themselves

実際の教師たちが

into this virtual world that I'm in right now

今私がいる この擬似空間に テレポートして

この実験全体を通して手助けしたり 指導したりできるようになります

and help me, guide me, through this whole experiment.

And now before I finalize this,

私のスピーチを終了する前に

I want to show you an even cooler thing, I think --

もっとかっこいいものを お見せしましょう

something you cannot even do in real laboratories.

実際のラボでは実現不可能なものです

This is a PCR machine.

ここにPCR装置があります

I'm now going to start this experiment.

実験を始めてみましょう

And what I just did is literally shrunk myself a million times

私の身体を100万分の１に縮小し

into the size of a molecule --

分子サイズにしてみました

and it really feels like it, you have to try this.

試してください 本当に小さくなった気がしますから

So now it feels like I'm standing inside the machine

今私はこの装置の中に立ち

and I'm seeing all the DNA, and I see the molecules.

DNAや分子を見ています

I see the polymerase and the enzymes and so forth.

ポリメラーゼなども見えます

And I can see how in this case,

試験管内で 私たちの体内で起こるのと同じように

DNAが何百万回も繰り返し

DNA is being replicated millions of times,

just like it's happening inside your body right now.

複製されていく様子が ここで観察できます

あらゆることがどう作用するかを 理解することができます

And I can really feel and understand how all of this works.

Now, I hope that gives you a little bit of a sense

これらの新しい教え方に 可能性が詰まっていることを

of the possibilities in these new teaching methods.

皆さんに少しでも感じ取って もらえればと思います

And I want to also emphasize

特に強調しておきたいのは

that everything you just saw also works on iPads and laptops

今 見ていただいたことは全部 VRゴーグルがなくても

iPadやラップトップで使える点です

without the headsets.

I say that for a very important reason.

それには大切な理由があります

In order for us to really empower and inspire

次世代の科学者たちに 力を与え奮起してもらうために

the next generation of scientists,

教室内で使う新しい技術を

we really need teachers to drive the adoption

取り入れていく教師が必要なのです

of new technologies in the classroom.

And so in many ways,

ですからいろいろな面で

I believe that the next big, quantum leap in science education

科学教育で 次の大きな 飛躍的進歩を果たすには

lies no longer with the technology,

もう技術的なことではなく

教室の中で使用可能な これらの技術を

but rather with the teachers' decision

to push forward and adopt these technologies

取り入れ使っていくという

inside the classrooms.

教師側の決断次第であると 私たちは信じています

And so it is our hope that more universities and schools and teachers

ですからさらに多くの 大学や学校 そして教師が

will collaborate with technology companies

技術開発会社と協力し合い

to realize this full potential.

可能性を実現することを 願っています

And so,

最後になりますが

lastly, I'd like to leave you with a little story

私自身に夢を与えてくれた ちょっとした逸話を

that really inspires me.

お話ししたいと思います

And that is the story of Jack Andraka.

ジャック・アンドレイカの話です

Some of you might already know him.

すでにご存知の方もいると思います

ジャックは15歳の時にすい臓がんの

Jack invented a new, groundbreaking low-cost test for pancreatic cancer

安価で画期的な新診断法を発明しました

at the age 15.

And when Jack shares his story of how he did this huge breakthrough,

ジャックがどのように その大発明をしたのかを説明した時に

he also explains that one thing almost prevented him

そこにいたるまでに 突き当たった壁についても

from making this breakthrough.

話していました

And that was that he did not have access to real laboratories,

その壁とは 経験不足という理由で

because he was too inexperienced

ラボへのアクセスが 許可されなかったことでした

to be allowed in.

Now, imagine if we could bring

もしアイビーリーグ大学の

数百万ドルの設備の仮想ラボを 世界中にいるジャックのような

Ivy League, million-dollar virtual laboratories

out to all these students just like Jack,

生徒たちに差し出し 考えうる限りの

all over the world,

最新で最先鋭の機械を 与えることができたらどうでしょう

and give them the latest, greatest, most fancy machines you can imagine

どんな科学者だって そのような環境を与えられたら

that would quite literally make any scientist in here

jump up and down out of pure excitement.

飛び上がって喜ぶことでしょう

And then imagine how that would empower and inspire

想像してください そういう環境が

革新的な発想で世界を変えようとしている 次世代の才能ある若い科学者たちに

a whole new generation of young and bright scientists,

ready to innovate and change the world.

大きな力と新たな発想を 与える様子を

Thank you very much.

ありがとうございました

(Applause)

（拍手）