This virtual lab will revolutionize science class | Michael Bodekaer

Tradutor: Mario Gioto Revisora: Margarida Ferreira

Today, I am going to show you

Hoje, vou mostrar

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

como este "tablet" e este dispositivo de realidade virtual que estou a usar

are going to completely revolutionize science education.

irão revolucionar por completo o ensino científico.

And I'm also going to show you

Também irei mostrar

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

como isto pode tornar qualquer professor de ciência duas vezes mais eficaz.

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

Mas antes de mostrar como tudo isto é possível,

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

falemos sobre a melhoria da qualidade do ensino científico

is so vitally important.

que é tão importante.

If you think about it,

Se pensarmos nisso,

the world is growing incredibly fast.

o mundo está a crescer rapidamente.

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

E o crescimento traz consigo uma lista enorme de desafios,

challenges such as dealing with global warming,

desafios tais como lidar com o aquecimento global,

solving starvation and water shortages

resolver a situação da fome e da falta de água

and curing diseases,

e curar doenças,

to name just a few.

entre muitas outras coisas.

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

Quem, exatamente, irá ajudar-nos a resolver todos estes grandes desafios?

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

Bem, em grande medida, serão estes jovens estudantes.

This is the next generation of young, bright scientists.

Esta é a próxima geração de brilhantes cientistas.

And in many ways, we all rely on them

E, de diversas formas, podemos contar com eles

for coming up with new, great innovations

para nos apresentarem incríveis inovações

to help us solve all these challenges ahead of us.

que nos ajudarão a resolver todos estes desafios à nossa frente.

And so a couple of years back,

Aqui há uns anos,

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

o meu cofundador e eu estávamos a ensinar estudantes universitários como estes,

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

mas os estudantes das nossas aulas pareciam-se um pouco mais com estes.

(Laughter)

(Risos)

And yes, this is really the reality out there

Sim, esta é a realidade

in way too many universities around the world:

em muitas das universidades pelo mundo fora:

students that are bored, disengaged

os estudantes estão entediados, desmotivados

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

e algumas vezes nem sabem sequer porque estão a aprender

in the first place.

um determinado assunto.

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

Então começámos a procurar novos e inovadores métodos de ensino,

but what we found was quite disappointing.

mas o que encontrámos foi bem dececionante.

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

Observámos que os livros estavam a tornar-se e-books,

blackboards were being turned into YouTube videos

os quadros negros estavam a tornar-se vídeos do Youtube

and lecture hall monologues were being turned into MOOCs --

e as palestras nas salas de aulas estavam a tornar-se

massive online open courses.

vastos cursos online.

And if you think about it,

Se pensarmos nisso,

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

tudo que estamos a fazer é pegar no mesmo conteúdo

and the same format,

e num mesmo formato,

and bringing it out to more students --

e levá-los a mais estudantes,

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

— o que é ótimo, não me interpretem mal, é realmente ótimo —

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

mas o método de ensino continua mais ou menos o mesmo,

no real innovation there.

não há muita inovação nisso.

So we started looking elsewhere.

Então, nós começámos a procurar para além disso.

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

Descobrimos que se comprovou, por várias vezes,

que os simuladores de voo são muito mais eficazes

to be far more effective

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

quando combinados com formação real a bordo para treinar os pilotos.

And so we thought to ourselves:

Assim, pensámos:

Why not just apply that to science?

Porque não aplicar isto às ciências?

Why not build a virtual laboratory simulator?

Porque não construir um simulador virtual de um laboratório?

Well, we did it.

Bem, fizemos isso.

We basically set out to create

Propusemo-nos criar um simulador de laboratório

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

em realidade virtual

where the students could perform experiments

onde os estudantes pudessem fazer experiências

with mathematical equations

com equações matemáticas

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

que simulariam o que aconteceria num laboratório real.

But not just simple simulations --

Mas não apenas simples simulações,

we would also create advanced simulations

nós também criaríamos simulações avançadas

with top universities like MIT,

com universidades de ponta como o MIT,

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

para apresentar a estes estudantes

as melhores pesquisas sobre a cura do cancro.

And suddenly, the universities could save millions of dollars

Assim, as universidades poderiam economizar milhões de dólares

by letting the students perform virtual experiments

ao permitir que os estudantes executassem experiências virtuais

before they go into the real laboratory.

antes de irem para um laboratório real.

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

E não era isso somente; assim, poderiam até entender,

even on a molecular level inside the machine --

a nível molecular dentro do equipamento,

what is happening to the machines.

o que está a acontecer com estes equipamentos.

And then they could suddenly perform

Eles também poderiam realizar

dangerous experiments in the labs as well.

experiências laboratoriais perigosas nos laboratórios.

For instance also here,

Por exemplo,

learning about salmonella bacteria, which is an important topic

aprender sobre a bactéria Salmonela, que é um tema importante

that many schools cannot teach for good safety reasons.

que muitas escolas não podem ensinar por razões de segurança.

And we, of course, quiz the students

Fazemos testes aos estudantes

and then give the teachers a full dashboard,

e damos aos professores um painel de controlo,

so they fully understand where the students are at.

para que vejam o progresso dos seus alunos.

But we didn't stop there,

Mas não ficámos por aí,

because we had seen just how important meaning is

porque tínhamos acabado de ver

for the students' engagement in the class.

a importância de ter estudantes interessados numa sala de aulas.

So we brought in game designers

Assim, fomos buscar "designers" de jogos

to create fun and engaging stories.

para criar histórias divertidas e cativantes.

For instance, here in this case,

Por exemplo, neste caso,

where the students have to solve a mysterious CSI murder case

em que os estudantes têm que resolver um misterioso caso de assassínio

using their core science skills.

usando as suas competências científicas.

And the feedback we got when we launched all of this

O "feedback" que recebemos, quando lançámos tudo isso,

was quite overwhelmingly positive.

foi extremamente positivo.

Here we have 300 students,

Temos aqui 300 estudantes,

all passionately solving CSI murder cases

a resolver, apaixonadamente, casos de assassínios,

while learning core science skills.

enquanto aprendem competências científicas.

And what I love the most about this

O que mais aprecio nisto tudo

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

é quando os estudantes vêm ter comigo depois,

all surprised and a little confused,

surpreendidos e um pouco confusos, e dizem:

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

"Acabei de passar duas horas neste laboratório virtual

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

"e... eu não abri o meu Facebook."

(Laughter)

(Risos)

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

Esta é a representação de quão cativante e absorvente isto é para os estudantes.

And so, to investigate whether this really worked,

Assim, para investigar se isto realmente funcionou,

a learning psychologist did a study with 160 students --

um psicólogo do ensino efetuou um estudo com 160 estudantes

that was from Stanford University and Technical University of Denmark.

da Universidade de Stanford e da Universidade Técnica da Dinamarca.

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

Dividiram os estudantes em dois grupos.

One group would only use the virtual laboratory simulations,

Um grupo usaria apenas as simulações do laboratório virtual,

the other group would only use traditional teaching methods,

e o outro grupo usaria apenas métodos tradicionais de ensino.

and they had the same amount of time.

Deram-lhes a mesma quantidade de tempo.

Then, interestingly,

Curiosamente,

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

deram aos estudantes uma prova antes e após a experiência,

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

para poderem claramente medir o impacto do aprendizado nos estudantes.

And what they found

Descobriram um aumento surpreendente de 76%

was a surprisingly high 76 percent increase in the learning effectiveness

na eficácia da aprendizagem com a utilização dos laboratórios virtuais

when using virtual laboratories over traditional teaching methods.

em relação aos métodos tradicionais de ensino..

But even more interestingly,

Ainda mais interessante,

the second part of this study investigated

a segunda parte deste estudo

investigava o impacto do professor na aprendizagem.

what the teacher's impact was on the learning.

And what they found

Descobriram que, ao combinar os laboratórios virtuais

was that when you combined the virtual laboratories

with teacher-led coaching and mentoring,

com o acompanhamento e aconselhamento de um professor,

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

se verificou um aumento total de 101% na eficácia da aprendizagem,

which effectively doubles the science teacher's impact

ou seja, o dobro do impacto do professor de ciências

with the same amount of time spent.

no mesmo espaço de tempo.

So a couple of months back,

Alguns meses atrás,

we started asking ourselves --

começámos a pensar:

"Temos uma equipa maravilhosa de psicólogos da aprendizagem,

we have a wonderful team now of learning psychologists

and teachers and scientists and game developers --

de professores e cientistas e "designers" de jogos"

and we started asking ourselves:

e começámos a indagar:

How can we keep ourselves to our promise

"Como podemos cumprir a nossa promessa

of constantly reimagining education?

de reimaginar constantemente o ensino?

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

Hoje, estou muito animado em estar a apresentar o que inventámos

and have been working incredibly hard to create.

e no que estamos a trabalhar arduamente para criar.

I will explain briefly what this is.

Vou explicar brevemente do que se trata.

Basically, I take my mobile phone --

Eu pego no meu telemóvel

most students already have these, smartphones --

— a maioria dos estudantes já possui um smartphone —

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

e ligo-o a este dispositivo de realidade virtual de baixo custo.

And now what I can effectively do is,

Agora, o que eu consigo fazer,

I can literally step into this virtual world.

é literalmente entrar neste mundo virtual.

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

Alguns de vocês na plateia também podem tentar testar isto,

because it is really something that you have to try

porque é algo que vocês precisam de testar

to fully feel how immersive it really is.

para sentir quão absorvente é.

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

É literalmente como se eu tivesse entrado dentro deste laboratório virtual.

Do you see me up on the screen?

Conseguem ver-me no ecrã?

Audience: Yes.

Plateia: Sim.

Michael Bodekaer: Great! Awesome.

Michael Bodekaer: Ótimo! Sensacional.

So basically, I have just turned my mobile phone

Assim, eu acabei de transformar o meu telemóvel

into a fully simulated, million-dollar Ivy League laboratory

num laboratório de ponta caríssimo, totalmente simulado

com todos estes incríveis equipamentos com os quais posso interagir.

with all this amazing equipment that I can interact with.

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

Posso pegar nesta pipeta e fazer experiências com ela.

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

Tenho os meus equipamentos e... olhem aqui,

I have my next-generation sequencing machine,

tenho a máquina de sequenciamento da próxima geração,

and there I even have my electron microscope.

e ali o meu microscópio eletrónico.

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

Quer dizer, quem anda com um microscópio eletrónico no bolso?

And here I have my machine,

Aqui tenho o meu computador,

I can do different experiments on the machine.

posso fazer várias experiências nele.

And over here I have the door,

Aqui tenho a porta,

I can go into other experiments,

por onde posso entrar noutras experiências,

I can perform in the laboratories.

para realizá-las no laboratório.

And here, I have my learning tablet.

E aqui, tenho o meu "tablet" de aprendizagem.

This is an intelligent tablet

É um "tablet" inteligente

that allows me to read about relevant theory.

que me permite ler as teorias relevantes

As you can see, I can interact with it.

Como podem ver, posso interagir com ele.

I can watch videos and see content that is relevant

Posso ver vídeos cujo conteúdo seja relevante

to the experiment that I'm performing right now.

para a experiência que estou a realizar no momento.

Then over here, I have Marie.

Depois aqui, tenho a Marie.

She is my teacher -- my lab assistant --

É a minha professora... a minha assistente...

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

que me guia por todo o laboratório.

And very soon,

Muito em breve,

the teachers will be able to literally teleport themselves

os professores poderão, literalmente, ser teletransportados

into this virtual world that I'm in right now

para este mundo virtual em que estou agora

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

e ajudarem-me, orientarem-me, por toda esta experiência.

And now before I finalize this,

Agora, antes de terminar,

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

quero mostrar uma coisa ainda mais fixe, segundo creio,

something you cannot even do in real laboratories.

uma coisa que não conseguimos fazer em laboratórios reais.

This is a PCR machine.

Esta é uma máquina PCR.

I'm now going to start this experiment.

Vou começar esta experiência.

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

O que acabei de fazer foi, literalmente, encolher-me 1 milhão de vezes

into the size of a molecule --

ao tamanho de uma molécula.

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

Sentimo-nos mesmo assim, vocês precisam de experimentar.

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

Consigo sentir-me como se estivesse dentro da máquina

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

e estou a ver todo o ADN, e as moléculas.

I see the polymerase and the enzymes and so forth.

Vejo a polimerase e as enzimas e assim por diante.

And I can see how in this case,

Neste caso, também posso ver

DNA is being replicated millions of times,

como o ADN está a ser replicado milhões de vezes,

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

assim como o que está a acontecer neste momento dentro do nosso corpo.

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

Consigo sentir e entender como tudo isto funciona.

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

Agora, eu espero que isto vos dê um pouco de sentido

of the possibilities in these new teaching methods.

nas possibilidades que existem dentro deste novo método de ensino.

And I want to also emphasize

Também quero sublinhar

that everything you just saw also works on iPads and laptops

que tudo que acabaram de ver também funciona em iPads e laptops

without the headsets.

sem precisar de óculos.

I say that for a very important reason.

Eu digo isto por uma razão muito importante.

In order for us to really empower and inspire

Para que consigamos realmente dar poder e inspirar

the next generation of scientists,

a próxima geração de cientistas,

we really need teachers to drive the adoption

precisamos muito de professores que orientem a adoção

of new technologies in the classroom.

de novas tecnologias na sala de aulas.

And so in many ways,

Assim, de diversas formas,

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

eu acredito que o próximo grande passo para o ensino científico

lies no longer with the technology,

já não recai na tecnologia,

but rather with the teachers' decision

mas na decisão dos professores

to push forward and adopt these technologies

em avançarem e adotarem estas tecnologias

inside the classrooms.

dentro das suas salas de aulas.

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

A nossa esperança é que mais universidades e escolas e professores

will collaborate with technology companies

colaborem com empresas de tecnologia

to realize this full potential.

para compreenderem o total potencial disto.

And so,

Portanto, e por último,

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

gostaria de deixá-los com uma pequena história

that really inspires me.

que me inspira muito.

And that is the story of Jack Andraka.

A história de Jack Andraka.

Some of you might already know him.

Alguns de vocês talvez a conheçam.

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

Jack inventou um novo e pioneiro teste de baixo custo para o cancro do pâncreas,

at the age 15.

quando tinha 15 anos.

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

Quando Jack partilha a sua história sobre esta grande descoberta,

he also explains that one thing almost prevented him

ele também explica que houve uma coisa que quase o impediu

from making this breakthrough.

de chegar a essa descoberta.

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

Foi o facto de não ter acesso a laboratórios reais

because he was too inexperienced

por ser considerado demasiado inexperiente

to be allowed in.

para lá entrar.

Now, imagine if we could bring

Agora, imaginem, se pudéssemos levar

Ivy League, million-dollar virtual laboratories

laboratórios virtuais de alto custo

out to all these students just like Jack,

a todos os estudantes como Jack,

all over the world,

a nível mundial,

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

e dar-lhes os equipamentos mais atuais, mais incríveis e mais sofisticados,

that would quite literally make any scientist in here

que fariam saltar de entusiasmo qualquer cientista aqui.

jump up and down out of pure excitement.

And then imagine how that would empower and inspire

Imaginem como isto poderia dar poder e inspirar

a whole new generation of young and bright scientists,

uma nova geração de cientistas jovens e brilhantes,

ready to innovate and change the world.

prontos para inovar e mudar o mundo.

Thank you very much.

Muito obrigado.

(Applause)

(Aplausos)