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portant; word-wrap: break-word !important;">麵部識別分析係統對課堂狀態和學生情緒的判斷與分析
portant; word-wrap: break-word !important;">基(ji)於(yu)人(ren)臉(lian)識(shi)別(bie)進(jin)行(xing)考(kao)勤(qin)的(de)信(xin)息(xi)化(hua)係(xi)統(tong)已(yi)經(jing)有(you)不(bu)少(shao)人(ren)進(jin)行(xing)研(yan)究(jiu),即(ji)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)麵(mian)部(bu)識(shi)別(bie),來(lai)記(ji)錄(lu)學(xue)生(sheng)或(huo)參(can)加(jia)會(hui)議(yi)者(zhe)的(de)出(chu)勤(qin)情(qing)況(kuang)。但(dan)應(ying)用(yong)麵(mian)部(bu)識(shi)別(bie)技(ji)術(shu)對(dui)課(ke)堂(tang)學(xue)習(xi)狀(zhuang)態(tai)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)和(he)判(pan)斷(duan)還(hai)頗(po)為(wei)鮮(xian)見(jian)。 四川大學計算機科學係的年輕教師魏老師,依據他建構的“基於深度學習的課堂行為分析模型” 發明了一種對學生的麵部表情進行分析的信息化係統,學生戲稱為“看臉色神器”。這名30多歲的年輕大學教師在每堂課上,他都會錄下學生的聽課視頻,並且運用麵部識別係統,分析學生們的聽講程度,專注還是走神、思考還是打盹,全都無所遁形。
portant; word-wrap: break-word !important;">在係統播放的在視頻中,數名學生臉上都有一個黃色的框,頭上頂著的“happy(高興)”和“neutral(一般)”隨著他們的大笑、沉默而變化。這個軟件可以捕捉每個人的麵部表情,然後加以區別和記錄。從而判斷中課堂上學生的聽課情緒。
係統不僅分析單個學生的課堂情緒,正如魏老師所說的,“畫麵中會有很多人,我們最終根據他們的平均數據,來記錄當前時段的‘整體心情狀況’。”還可以根據這些學生的“臉色”,統計出,在什麼時間學生們的積極性最高,什麼時間學生們普遍“缺乏互動”。“上課效果好不好、怎麼講更好、更容易被理解和接受。
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portant; word-wrap: break-word !important;">麵部識別係統對課堂人際交往活躍與學生成績高低相關性的分析
雖然麵部識別係統並不算特別前沿的技術,一係列的“神器”看起來也不是很正經,但事實上,它們在課堂教學分析中的作用比想象中更大。
魏老師的“刷臉神器”,問世後不久,就開始用來“研究學生之間的人際關係”。“一個學生上課坐在哪裏,都不是隨機的,這關乎他和班上其他同學的互動程度。”魏老師發現,有的學生座位固定、交往夥伴固定;有的學生和多個圈子都有交際;有的學生比較內向孤僻,幾乎和同學沒有互動……“刷臉神器”將學生們的常用座位、和he同tong學xue的de交jiao際ji情qing況kuang等deng都dou記ji錄lu下xia來lai,形xing成cheng數shu據ju庫ku,最zui終zhong經jing過guo數shu據ju分fen析xi,可ke以yi得de出chu該gai學xue生sheng性xing格ge是shi偏pian內nei向xiang還hai是shi外wai向xiang,甚shen至zhi可ke以yi畫hua出chu學xue生sheng之zhi間jian的de關guan係xi網wang絡luo。
在對324名學生進行長期跟蹤分析後,魏老師發現,學生的期末成績和他課堂上人際交往的活躍程度成正比,“在課堂上和更多的人來往、互動越頻繁的學生,成績基本都不錯。”
麵部識別係統對學生上課座位離老師遠近與成績的關係的分析
很多人認為,上課坐得離老師最近的,一般成績會比較好。每到開學季,家長們紛紛請求班主任給自己的娃娃留一個中間靠前的位置,“離老師越近學習越好”的理論也得到很多教師讚成,但事實上一直沒有很科學的理論支撐。但魏老師借助他的係統分析,有了較深入的發現。在研究300多duo名ming學xue生sheng的de常chang用yong座zuo位wei和he成cheng績ji之zhi間jian的de關guan係xi後hou,魏wei老lao師shi發fa現xian,有you些xie學xue生sheng離li得de再zai近jin成cheng績ji也ye一yi般ban,有you些xie自zi學xue能neng力li強qiang的de學xue生sheng即ji使shi離li老lao師shi很hen遠yuan成cheng績ji也ye不bu錯cuo。“坐得遠的,有些很善於自學;坐得近的,也不見得學得進去。”根據數據分析結果,雖然有不少人並不完全符合這樣的行為模式,但大部分學生符合“越近成績越好”的規律,“對dui絕jue大da部bu分fen普pu通tong人ren來lai說shuo,還hai是shi坐zuo得de離li老lao師shi近jin一yi點dian好hao,因yin為wei隻zhi要yao他ta們men沒mei聽ting懂dong,老lao師shi一yi看kan表biao情qing和he眼yan神shen就jiu知zhi道dao,隨sui之zhi會hui調tiao整zheng講jiang課ke內nei容rong和he進jin度du。相xiang當dang於yu課ke程cheng內nei容rong是shi為wei這zhe些xie學xue生sheng‘定製’的。”魏老師說。
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未來麵部識別技術在課堂學習行為的研究方向
portant; word-wrap: break-word !important;">目前,魏老師的這個係統還隻有分析學生上課的情緒,如興奮點在哪裏,專注度如何,開不開心啊,開小差有沒有等等。事實上,這種技術的前景還非常廣闊。如,學生上課的表情可以進行細分,走神、打盹、想心事等等……基於這些表情分析的數據收集和統計,可以分析學生的人際關係、行(xing)為(wei)方(fang)式(shi),給(gei)日(ri)常(chang)教(jiao)學(xue)提(ti)供(gong)數(shu)據(ju)支(zhi)持(chi),還(hai)能(neng)用(yong)來(lai)進(jin)行(xing)心(xin)理(li)學(xue)和(he)教(jiao)育(yu)學(xue)的(de)大(da)數(shu)據(ju)研(yan)究(jiu)。如(ru)果(guo)能(neng)夠(gou)加(jia)上(shang)識(shi)別(bie)人(ren)體(ti)四(si)肢(zhi)活(huo)動(dong)的(de)體(ti)感(gan)技(ji)術(shu),則(ze)人(ren)臉(lian)和(he)人(ren)體(ti)識(shi)別(bie)技(ji)術(shu)在(zai)教(jiao)育(yu)教(jiao)學(xue)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)領域就會更加廣泛。
