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川大网红教授发明"看脸色神器":抓学生走神打盹
来源:华西都市报   发布时间:2016-09-12 07:34:09
  2012年,因为一个课堂上“徒手劈砖”的视频,四川大学计算机科学系的年轻教师魏骁勇一夜走红。第二年,因为发明“刷脸打卡”的上课神器,他再次进入公众视野,几乎成为一名“网红教授”。最近,这名30多岁的年轻大学教师又出新招——在每堂课上,他都会录下学生的听课视频,并且运用面部识别系统,分析学生们的听讲程度,专注还是走神、思考还是打盹,全都无所遁形。时隔四年,“劈砖教授”魏骁勇又来“搞事”,效果如何还有待时间检验。

  

川大网红教授发明

 

  图为四川大学计算机科学系的年轻教师魏骁勇“徒手劈砖”。

  一种新“神器”

  上课效果好不好 要看学生“脸色”

  魏骁勇的新发明,被学生们称为“看脸色神器”——即通过捕捉视频中学生们的面部表情变化,可以分析上课效果到底好不好——魏骁勇称呼它为“基于深度学习的课堂行为分析模型”。

  9月9日上午,就在第32个教师节的前一天,华西都市报记者探访了魏骁勇的实验室。在视频中,数名学生脸上都有一个黄色的框,头上顶着的“happy(高兴)”和“neutral(一般)”随着他们的大笑、沉默而变化。

  “目前我们设定的表情只有两种,以后会再具体细分。”魏骁勇指着电脑上的动态视频解释说,这个软件可以捕捉每个人的面部表情,然后加以区别和记录,“一个画面中会有很多人,我们最终根据他们的平均数据,来记录当前时段的‘整体心情状况’。”

  根据这些学生的“脸色”,魏骁勇可以统计出,在什么时间学生们的积极性最高,什么时间学生们普遍“缺乏互动”。“上课效果好不好、怎么讲更好、更容易被理解和接受,可以说,看他们的‘脸色’就知道。”魏骁勇说。

  

川大网红教授发明

 

  通过捕捉视频中学生们的面部表情变化,可以分析上课效果到底好不好。

  两个小研究

  课堂人际交往越活跃,学生成绩越好?

  实验结论:是的虽然面部识别系统并不算特别前沿的技术,一系列的“神器”看起来也不是很正经,但事实上,它们的作用比想象中更大。

  魏骁勇的“刷脸神器”,事实上并未用来打卡考勤,而是从问世后不久,就开始用来“研究学生之间的人际关系”。“一个学生上课坐在哪里,都不是随机的,这关乎他和班上其他同学的互动程度。”魏骁勇发现,有的学生座位固定、交往伙伴固定;有的学生和多个圈子都有交际;有的学生比较内向孤僻,几乎和同学没有互动……“刷脸神器”将学生们的常用座位、和同学的交际情况等都记录下来,形成数据库,最终经过数据分析,可以得出该学生性格是偏内向还是外向,甚至可以画出学生之间的关系网络。

  在对324名学生进行长期跟踪分析后,魏骁勇发现,学生的期末成绩和他课堂上人际交往的活跃程度成正比,“在课堂上和更多的人来往、互动越频繁的学生,成绩基本都不错。”

  上课座位离老师近,成绩更好?

  实验结论:不见得而最直观的“证伪”案例,则是许多人迷信的“学霸位置”。“很多人认为,上课坐得离老师最近的,成绩越好,结果我们发现不一定。”魏骁勇说,每到开学季,家长们纷纷请求班主任给自己的娃娃留一个中间靠前的位置,“离老师越近学习越好”的理论也得到很多教师赞成,但事实上一直没有很科学的理论支撑。

  在研究300多名学生的常用座位和成绩之间的关系后,魏骁勇发现,有些学生离得再近成绩也一般,有些自学能力强的学生即使离老师很远成绩也不错。“坐得远的,有些很善于自学;坐得近的,也不见得学得进去。”根据数据分析结果,虽然有不少人并不完全符合这样的行为模式,但大部分学生符合“越近成绩越好”的规律,“对绝大部分普通人来说,还是坐得离老师近一点好,因为只要他们没听懂,老师一看表情和眼神就知道,随之会调整讲课内容和进度。相当于课程内容是为这些学生‘定制’的。”魏骁勇说。

  

川大网红教授发明

 

  四川大学计算机科学系教师魏骁勇。

  一个小目标

  走神打盹想心事一个都跑不掉

  终极形态:预测犯罪

  除了分析学生上课的兴奋点在哪里,“看脸色神器”还能有什么作用?采访中魏骁勇说:“我就是看看,同学们上课时的专注度,开不开心啊,开小差有没有啊。要是有人睡觉,我好讲小声点啊。”

  事实上,“看脸色神器”前景广阔。“以后,学生上课的表情可以细分为走神、打盹、想心事等等……基于这些表情分析,我们可以做很多的数据统计。”在魏骁勇的设想里,捕捉学生上课的面部表情,在给日常教学提供数据支持的同时,可以应用在很多方面,“比如在公共场合的广告牌前安个摄像头,通过捕捉受众的表情,可以分析广告的效果如何。”

  2002年美国科幻电影《少数派报告》曾展开想象:基于面部识别系统,通过表情、行为分析和大数据统计,对犯罪证据进行解析、跟踪,在罪犯犯罪前就对其进行干预,以达到预测、防止犯罪的目的。对此,魏骁勇说,“那是一个终极结果。”

  一战成名

  演示“科学的力量”劈砖劈到手红肿

  2012年,在四川大学计算机科学系读本科的赵俊杰听同学说,本系出了个“手劈板砖”的猛人,还是个老师。“他那时候可火了,走到哪儿都听别人说起他,到处都是视频。”

  这个猛人就是魏骁勇。2012年10月,他在课堂上演示徒手劈砖的视频在网上走红,经此一役,他开始被网民称为“劈砖教授”。两年后,赵俊杰成为他的研究生,随后参与到“基于深度学习的课堂行为分析模型”(即“看脸色神器”)项目中来。

  “我那时候上‘工程实践’课,为了让学生更直观了解科学的力量,鼓励他们平时学以致用,就想了这么个办法。”说起当年的经历,魏骁勇挠了挠头,有点羞涩,“其实这是个简单的物理原理,是桌子把砖劈开了。”

  走红后,媒体蜂拥而至,实诚的魏骁勇为了告诉公众,自己表演的不是武术,而是用的科学原理,在一天的时间里重演了数次,劈了不下10块砖直到手红肿。除了对手肿感到烦恼,魏骁勇更不适应的是高度的社会关注:“我不是劈砖教授,只是一个普通的高校教师。”

  再战江湖

  “刷脸神器”打考勤“刷女神器”帮联谊

  魏骁勇的第二次走红,是因为发明了“刷脸打卡”的大杀器。

  “魏老师,我每天都来听你课,结果你都不点名,我觉得自己好吃亏。”2013年,在一些学生开玩笑的抱怨中,魏骁勇受到触动,开发了一个“刷脸神器”。

  “学生太多了,一个一个点名,太浪费时间。如果能够直接面部识别,会简单很多。”在学生一句玩笑话下,他推出了“基于人脸识别的考勤系统”,可以通过面部识别,来记录学生出勤情况。“事实上,最终没用来考勤,我没有点名的习惯。但是,这个系统为后来很多研究打下了基础,比如用数据收集、分析,可以分析学生的人际关系、行为方式,还能用来进行心理学和教育学的研究。”魏骁勇说。

  在“刷脸神器”后,为学生操碎心的魏骁勇紧接着又迷上了当“红娘”。“我发现有些男生太腼腆,参加联谊会,招呼都不敢和女娃娃打。咋整?”魏骁勇开发出一款新软件——联谊会之前,工作人员经过女生同意后录入女生信息,不敢开口打招呼的腼腆男生们,可以通过拍照上传照片来识别女生的信息,“这下就一目了然了嘛。”

  没架子有气场

  擅长“看学生脸色”的魏骁勇,8年前没想过,自己会成为一名老师。

  “按照我读书时候的规划,我最大的可能,是再去美国读个博士后,然后像我的师兄们一样,找个硅谷的大公司上班。”魏骁勇职业规划的转折点,是2008年的汶川地震,“我爸妈都在成都,当时地震后,作为儿子的我不在身边,老人睡在大街上,我知道后很难受。”为了尽孝,魏骁勇最终选择回成都就业。

  作为教师,学生们给魏骁勇的评价集中在这样几个关键词上:有趣,没架子,有气场。在2012年“一劈成名”后,刚报了魏骁勇研究生的张昭旭从师兄处听说了这件事,第一感觉是“果然是他做得出来的事”。“他做人、做项目都有意思,对学生的要求也是有想法有创意,反而不怎么在意你功课好不好。从来不强迫我们做什么事,把我们当伙伴,不太像个老师。”张昭旭凭借“基于深度学习的课堂行为分析模型”这一项目顺利毕业,她回想起大四时参加研究生导师宣讲会、选择报考导师时,看见魏骁勇的第一印象是,“讲的东西很前沿,人看起来有气场,就是他了。”

  2013年,张昭旭正式成为魏骁勇的研究生,即将开始“看脸色”项目的研究。就在同一年,“劈砖教授”魏骁勇获得“中国搞笑诺贝尔奖”的菠萝ME奖,72岁的2011年诺贝尔化学奖得主丹·舍特曼亲自给他颁奖。他的获奖理由是:“劈得一手好砖,刷得一手好脸,相得一门好亲。”

  魏骁勇

  现为四川大学计算机学院教授、计算机科学系系主任。2009年毕业于香港城市大学电脑科学系,获博士学位,其后曾于美国加州伯克利大学从事博士后研究。主要从事多媒体计算及相关方向的研究,为多媒体计算方向国际著名团队VIREO的奠基成员之一。其相关著作多次发布在多媒体计算方向的顶级国际会议上。现任中国图像图形学会技术专业委员会委员、中国计算机学会多媒体技术专业委员会委员。2013年入选教育部新世纪人才计划。

  教学过程中坚持以实践为核心的讲授方式,提高学生动手意识和能力,独特的教学方式曾被包括中央电视台、凤凰卫视、新加坡亚洲新闻台、香港翡翠互动新闻台、华西都市报等在内的100多家海内外媒体广泛报道。2012年被科学网评选为“2012中国科学年度新闻人物”的30个候选人之一,并于2013年获浙江科技馆颁发的“菠萝科学奖”,表彰其在科学传播上的贡献。

  杨雪 张超/华西都市报

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