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.

Jestem szczęściarą, tak jak wielu z was.

Pochodzę z rodziny,
w której nauka była wszechobecna.

Należę do trzeciego pokolenia lekarzy,
oboje moi rodzice są naukowcami.

Dzieciństwo spędziłam
w laboratorium uniwersyteckim ojca.

Było to oczywiste,
że będę uczęszczać na najlepsze uczelnie,

które otworzyły drogę
do świata nieskończonych możliwości.

Niestety, większość ludzi na świecie
nie ma tyle szczęścia.

W niektórych częściach świata, jak w RPA,

edukacja nie jest ogólnodostępna.

System edukacyjny
w Południowej Afryce został stworzony

w czasach apartheidu
dla białej mniejszości,

w związku z czym obecnie brakuje miejsc

dla wielu osób, którzy zasługują
na edukację na wysokim poziomie.

Ten deficyt doprowadził
do kryzysu w styczniu tego roku

na uniwersytecie w Johannesburgu.

Została garstka wolnych miejsc
po standardowym procesie rekrutacji,

które poprzedzającej nocy
miały zostać udostępnione,

tysiące ludzi ustawiło się
w kolejce długiej na ponad dwa kilometry

licząc na to,
że zajmą jedno z tych miejsc.

Po otwarciu bram ludzie wpadli w szał,

20 osób zostało rannych,
jedna kobieta zginęła.

Była to matka, która oddała życie

próbując zapewnić synowi
szansę na lepszą przyszłość.

Ale nawet w krajach takich jak USA,

gdzie edukacja jest powszechna,
nie każdy ma do niej dostęp.

Prowadzono wiele rozmów w ostatnich latach

o wzroście kosztów opieki medycznej.

Wiele osób mogło nie zwrócić uwagi na to,

że w tym samym czasie
wysokość czesnego na wyższych uczelniach

wzrastała dwukrotnie szybciej

dając 559% wzrostu od 1985 roku,

w związku z czy ​​edukacja
stała się dla wielu osób niedostępna.

Nawet dla osób,
które zdobyły wyższe wykształcenie,

drzwi do lepszego życia
mogą być zamknięte.

Niewiele ponad połowa
absolwentów szkół wyższych w USA

pracuje w zawodzie
zgodnym z uzyskanym wykształceniem.

Nie dotyczy to, rzecz jasna,
studentów czołowych uczelni wyższych,

ale wielu innych nie jest wynagradzanych
za poświęcony czas i wysiłek.

Tom Friedman,
w swoim artykule dla New York Timesa,

ujął lepiej niż inni
motywację za tymi wysiłkami.

Stwierdził,
że największe przełomy następują,

kiedy nowa możliwość
pozwala sprostać rozpaczliwej potrzebie.

Mówiłam już o rozpaczliwych potrzebach,

pomówmy o nowych możliwościach.

To, co jest potrzebne pokazały
trzy przedmioty Uniwersytetu Stanforda,

na każdy z nich zapisało się
około 100 tysięcy słuchaczy.

Żeby lepiej to zrozumieć,
przyjrzyjmy się jednemu,

"Uczenie maszynowe",
prowadzone przez mojego kolegę, Andrew Ng.

Jest to jeden z najbardziej
obleganych przedmiotów,

za każdym razem
przyciąga około 400 słuchaczy.

Gdy Andrew prowadził ten przedmiot online,

zapisało się 100 tysięcy osób.

Żeby to zobrazować,

by dotrzeć
do tylu odbiorców na Stanfordzie,

Andrew musiałby wykładać przez 250 lat.

W końcu by się znudził.

Widząc wpływ tego przedsięwzięcia,

postanowiliśmy rozszerzyć skalę,

udostępniając edukację
jak największej ilości osób.

Tak powstała Coursera,
która dostarcza najlepsze kursy

najlepszych wykładowców
z najlepszych uniwersytetów

wszystkim na całym świecie za darmo.

Obecnie są na niej 43 kursy

z czterech uniwersytetów,
z różnych dziedzin.

Pokażę wam jak to działa.

(Wideo) Robert Ghrist:
Witam na analizie matematycznej.

Ezekiel Emanuel:
50 mln osób bez ubezpieczenia.

Scott Page: Modele pozwalają tworzyć
skuteczniejsze instytucje i strategie.

Trwa niewiarygodna segregacja.

Scott Klemmer: Bush myślał,
że będziemy nosić kamery na głowie.

Mitchell Duneier: Mills chce,
by studenci socjologii rozwijali 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 daje śniadanie
w San Jose? Brzmi śmiesznie.

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

Andrew Ng: W uczeniu maszynowym na dużą
skalę chcemy opracować obliczenia...

(Brawa)

DK: Zgodnie z zamierzeniem,

studenci otrzymują najlepsze materiały

z najlepszych uniwersytetów za darmo.

Od otwarcia portalu w lutym,

mamy 640 tysięcy studentów ze 190 krajów

i półtorej miliona zapisów,

sześć milionów rozwiązanych testów
z 15 kursów, które uruchomiliśmy

i 14 milionów odsłon naszych filmów.

Ale nie chodzi o liczby,

chodzi o ludzi.

Niezależnie, czy to Akash
z małego miasta w Indiach,

który nigdy nie miałby dostępu
do kursów na poziomie Stanforda

i nie byłoby go na nie stać.

Czy Jenny, samotna matka dwójki dzieci,

która chce odświeżyć swoją wiedzę,

by wrócić na uczelnię
i dokończyć studia magisterskie.

Czy też Ryan,
który nie może chodzić na wykłady,

bo jego córeczka cierpiąca na immunopatię

nie może stykać się
z zarazkami z zewnątrz,

więc nie może opuszczać domu.

Miło mi poinformować,
ostatnio kontaktowałam się z Ryanem

że ta historia ma szczęśliwe zakończenie.

Shannon, po prawej, ma się lepiej,

a Ryan dostał pracę
dzięki kilku naszym kursom.

Co wyróżnia nasze kursy?

Przecież nauka online
jest dostępna od jakiegoś czasu.

Są wyjątkowe, ponieważ
doświadcza się ich w czasie rzeczywistym.

Zaczynają się w konkretnym dniu,

studenci oglądają wykłady co tydzień

i rozwiązują zadania domowe.

Są to najprawdziwsze prace domowe
z oceną i terminem końcowym.

Możecie zauważyć
terminy końcowe na wykresie,

to są te szczytowe wartości pokazujące,

że zwłoka jest zjawiskiem globalnym.

(Śmiech)

Na koniec kursu
każdy student otrzymuje certyfikat.

Może go przedstawić
pracodawcy, by dostać lepszą pracę,

znamy wiele takich przypadków.

Niektórzy przedstawiali
certyfikaty swojej uczelni

i otrzymywali punkty zaliczeniowe,

otrzymywali coś wymiernego

za ich zainwestowany czas i wysiłek.

Porozmawiajmy teraz o tym,
z czego składają się te kursy.

Po pierwsze, kiedy pozbywamy się
fizycznych ograniczeń

i tworzymy treści
mające być dostępne w sieci,

można odejść
od monolitycznego godzinnego wykładu;

podzielić materiał na krótkie,
8-12 minutowe fragmenty,

dotyczące konkretnego zagadnienia.

Studenci mogą 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.

Ta forma pozwala na zerwanie

z tradycyjnym podejściem do nauczania,

umożliwiając rozwój
edukacji spersonalizowanej.

Jako wykładowcy wiemy,

że studenci nie uczą się
pasywnie oglądając filmiki.

Ważnym elementem tego procesu,

jest zaangażowanie studentów,

by przećwiczyli materiał,

aby go dokładnie zrozumieć.

To przekonanie potwierdza szereg badań.

Te z zeszłorocznego numeru "Science"

wykazują, że nawet proste
techniki powtórzeniowe,

w których studenci
powtarzają to, czego się nauczyli

powodują znaczną poprawę
rezultatów w różnych testach

niż inne edukacyjne zabiegi.

Staramy się uwzględniać
tę metodę na naszej platformie

na równi z innymi sposobami ćwiczeń.

Nasze wykłady to nie tylko filmy.

Co kilka minut wykład zostaje zatrzymany,
a studenci dostają pytania.

(Wideo) SP: Te cztery rzeczy
są bardzo dobrze udokumentowane,

są odchyleniami
od racjonalnego zachowania.

DK: Tutaj film się zatrzymuje,

a student wpisuje odpowiedź i zatwierdza.

[Odpowiedź błędna]
Najwyraźniej nie uważał.

(Śmiech)

Może spróbować ponownie.

Tym razem odpowiedź poprawna.

Może też skorzystać
z dodatkowego wyjaśnienia,

dalej następuje dalsza część wykładu.

Są to proste pytania,

które mogłabym zadać podczas wykładu,

ale kiedy zadaję pytania na wykładach,

80% studentów
jeszcze notuje to, co powiedziałam,

15% przegląda Facebooka

i tylko mądrala z pierwszego rzędu

wyskakuje z odpowiedzią
zanim ktokolwiek się nad nią zastanowi.

Jako wykładowca, jestem zadowolona,

że ktoś w ogóle znał odpowiedź.

Wykład idzie dalej
zanim większość studentów

zdąży zauważyć, że zadano pytanie.

Tutaj każdy student musi poznać materiał.

Pytania powtórzeniowe to nie wszystko.

Potrzebne są dogłębniejsze pytania

i zapewnienie studentom
informacji zwrotnej.

Ale jak oceniać pracę
100 tysięcy studentów

bez 100 tysięcy asystentów?

Trzeba użyć technologii.

Na szczęście technologia się rozwinęła

i możemy teraz oceniać
różne ciekawe rodzaje prac domowych.

Oprócz testów wielokrotnego wyboru

i krótkich pytań pokazanych na filmie,

możemy oceniać
wyrażenia matematyczne czy pochodne;

modele, czy to finansowe
na zajęciach z 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 do przeglądarki,

jeśli się pomylą,
Statua Wolności będzie zielona.

Jeśli wpiszą program poprawnie,

przechodzą do następnego zadania.

Możliwość interaktywnej
pracy z materiałem i oceny 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.

Zdecydowaliśmy się na
system wzajemnej oceny studentów.

Badania, takie jak te
przeprowadzone przez Saddlera czy Good'a,

wskazują, że to
bardzo skuteczna strategia oceniania.

Było to badane w małych grupach,

ale wykazało, 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 jak nauczyciele,

zatem jest to bardzo skuteczna
metoda oceniania,

jak również nauczania,

bo studenci uczą się
przez doświadczenie.

Tak stworzyliśmy największy
system wzajemnego oceniania,

gdzie tysiące studentów

z powodzeniem ocenia pracę swoich kolegów.

Nie chodzi jednak o to, by studenci

samotnie rozwiązywali
zadania w swoich pokojach.

Każdy kurs mobilizuje
studencką społeczność,

globalną grupę zebraną wokół
wspólnego intelektualnego wyzwania.

Widzicie tu mapę samodzielnie wygenerowaną

przez studentów socjologii Princeton,

w której umieścili
swoje lokalizacje na mapie,

co obrazuje globalny zasięg
tego przedsięwzięcia.

Studenci współpracowali
na wiele różnych sposobów.

Stworzono forum pytań i odpowiedzi,

gdzie studenci mogli
zadawać pytania i na nie odpowiadać.

Niezwykłe było to,
że z powodu tak licznej grupy,

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

na pytania zadane na forum
wynosił 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.

Studenci samodzielnie formowali,

mniejsze grupy bez naszej ingerencji.

Niektóre z nich na poziomie lokalnym,
zgodnie z położeniem geograficznym,

gdzie tydzień wspólnie
pracowali nad zadaniami.

To grupa studentów z San Francisco,

ale istnieją one na całym 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.

Po pierwsze, dają możliwość

bezprecedensowego wglądu

w zrozumienie procesu uczenia się ludzi.

Zbierane przez nas dane są unikatowe.

Można rejestrować
każde kliknięcie, pracę domową

i post na forum setek tysięcy studentów.

Można przenieść badania nad uczeniem się

od bazowania na hipotezach
do analizy danych,

jest to metoda,
która zrewolucjonizowała biologię.

Te dane mogą pomóc zrozumieć

jakie metody nauki
są skuteczne, a jakie nie.

Przy konkretnych kursach
można zastanowić się

nad najbardziej powszechnymi problemami

i pomóc je studentom rozwiązać.

Kolejny przykład również pochodzi
z kursu maszynowego uczenia.

Oto wykres błędnych odpowiedzi
na jedno z zadań Andrew.

Odpowiedzią są dwie liczby,

dlatego obrazuje ją dwuwymiarowa podziałka.

Dwa krzyżyki
to dwie różne błędne odpowiedzi.

Duży krzyżyk w lewy górnym rogu

to przykład gdzie 2 tysiące studentów

podało tę samą złą odpowiedź.

Kiedy w klasie liczącej 100 osób
dwóch studentów odpowiada błędnie,

ciężko to zauważyć.

Ale jeśli 2 tysiące dają
tę samą błędną odpowiedź,

ten fakt trudno przegapić.

Andrew wraz ze studentami,

przejrzeli niektóre zadania,

aby zrozumieć, skąd wziął się błąd.

Stworzyli też
zindywidualizowany komunikat błędu

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 trzy grupy uczniów.

Pierwsza grupa słuchała
tradycyjnych wykładów.

Druga grupa studentów
również uczyła się w klasie,

ale z zastosowaniem zaliczeń,

więc nie mogli
przejść do następnego tematu,

jeżeli nie opanowali poprzedniego.

Ostatnia, trzecia grupa,

nauczana była indywidualnie.

Wyniki metody z zaliczeniami były lepsze

o całe odchylenie standardowe,
czyli sigmę,

od standardowych wykładów.

Nauczanie indywidualne
dawały wyniki lepsze o dwie sigmy.

Aby zrozumieć, co to 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.

To jest problem dwóch sigm,

ponieważ nie stać nas jako społeczeństwa

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 pięć razy z rzędu.

Nie męczy go również
ocenianie tej samej pracy kilka razy,

mieliśmy okazję już to zauważyć.

Zaczynamy również widzieć
początki personalizacji nauczania,

na przykład 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
ale na formę wykładów,

którym uczelnie poświęcają tyle czasu.

Jeszcze wcześniej 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, wyobraźnię

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 można było zaoferować
edukację na najwyższym poziomie

każdemu na świecie za darmo,

co by to dało? Trzy rzeczy.

Po pierwsze, wykształcenie stałoby się
podstawowym prawem człowieka,

gdzie każda osoba na świecie
ze zdolnościami i motywacją

mogłaby zdobyć
umiejętności potrzebne do tego,

by poprawić życie sobie,
rodzinie i społeczności.

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 zechcemy,

czy to dla poszerzenia 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)