实事实地有实照，从此点名不烦恼，—介绍一款照相点名软件（唐常杰）

   最近，科学网上好几位活跃博主，包括乔中东，赵斌，王晓明等，议论了学生逃课现象与上课点名的利弊（见文后链接[1-3]）。他们发表了独到的见解，分析了少数学生逃课的原因、道出了点名的烦恼，如花时间，不治本，还可能导致不愉快，等等，的确有人在点名与不点名之间纠结。

　　轻松拍照，愉快签到，从此点名不烦恼 川大计算机学院的魏骁勇副教授从技术上给出了一个解决方案；他就是近几天在“实践课中演劈砖，媒体火了半边天”的那位年轻人，他在科研实践课上，用全英语授课方式，通过劈砖，说明了在科学实践中，既要勇于探索，又要遵循规律的道理。
　　本文介绍他开发的“基于图像的课堂考勤系统”，俗称照相点名系统，此软件包括两部分:(a)服务器端,(b)客户端，采用通用浏览器。此系统从技术角度给出了不错的解决方案，实现了轻松点名，愉快签到。
　　考察逃课问题的治本关键，要靠“三好”，即老师教好、学生学好，管理管好；此点名软件也许能在“管好”方面提供一些辅助手段。
　　这项技术已经研究一年多，经历了测试-改进-成熟几个阶段，最近才获得了发明专利，推广的季节来到了。
　　
　　我们系里的年轻人 上世纪50年代末期，有一个电影,名为“我们村里的年轻人”，其中插曲《人说山西好风光》红极一时；那时的小男孩只喜欢看“打仗”的电影，因而印象不深，而那些当时进入恋爱季节的影迷，至今还在怀念 。
    这里，要夸夸我们系里的年轻人，理由有三：
   1) 计算机科学是年轻人的科学，我们计算机系里，有一批颇能干的年轻人，魏骁勇副教授是其中之一，他现是计算机系的系主任，笔者在多年前也曾任过此职，有此后生可嘉，当然要夸；
   2) 本学期中，笔者在一个课程中学用了骁勇开发的这一软件，有些体会；以前，笔者曾在数据库课程考试时，用照片记录考场实景，作为缺考证据备案；监考中，当发现有人试图舞弊时，只需用照相机闪光作威慑，就把舞弊制止于未遂（当然，也使考生免受处罚），没有想到用计算机技术。 如今骁勇实现了照相点名系统，还在社会网络挖掘方面做了探索，将此技术升华为国际顶级会议论文，值得一夸。
   3) 笔者在学院的本科教学督导中，兼作了一些协调与服务工作。觉得，建议学院推广这一软件，属于工作责任内容；如果此软件能进一步被校内、或更广范围内的朋友接受并喜欢，一定善莫大焉。
　　下面先介绍软件的大框架及其优点，再略微介绍一些细节。
　　
　　软件思路大轮廓：一照、二选、三归档
　　一照 ，上课时，老师在适当的时机（上课铃声后p分钟，或下课铃前q分钟）照相，实事实地有实照，出勤状态瞬间被凝固在照片中，课后上载再上载点名服务器上，如图1。

图1 上载的教室全景照片

　　服务器上的程序，自动在上述照片中框出并提取头像，并编号；再借助基础信息（由班长在学期开始时提供），自动生成签到页，如图2所示。 

   附加功能  实践表明，照相点名系统可在课后帮助老师迅速认识学生，叫出学生的名字，这可能是意料之外的收获。点名系统还支持课程主页功能，为每门课程生成一个子页面，任课老师可在这里发布课程计划，课程PPT，等等，如果对象规模大，要求服务器硬盘有足够容量。

   微观宏观都有看点： 目前的点名软件，主要实现了照相点名功能，觉得还可以通过进一步研究和改进，增加若干功能。
　　微观信息：一个指定学生的出勤情况，属于微观信息。如果对一个学生的出勤情况跟踪，多一些数据，就可能从一个侧面反映出指定学生一年级到四年级的成长历程。如果分析某学生喜欢的座位，还可以反映出一些心理学、性格的元素或关联；如果学生座位的突然变化，说不定以蕴含着某种变化。这种关联，可能是数据挖掘研究者和教学研究则都还没有充分关注过的。

   宏观信息：
   * 能一目了然地看出学生选课的热点,.....
   * 从统计角度看的某门功课、或某位老师所授课程中学生的签到率；如果有多年数据可挖掘，可以看出教师教学方法的进步，以及受欢迎程度的变化,.....
   * 看出教学环境（教学管理者能看出是哪一间教室，设备如何），......

   其他用途以及相关法律讨论 此软件还可用于机关、企业的会场签到。至于在法律上是否合法，以及是否涉及在公共场合的隐私的问题，不在此讨论。不过，如今在公路上，在公共场合到处有摄像头，即便走在旷野中，美国的间谍卫星拍摄的照片能看清胡须。如果坐上超光速的火箭，说不定还能拍摄某人小时候顽皮的形象，按科幻小说的描述，也许早被外星人拍摄了若干照片。被拍摄得太多了，人们就不怕拍摄了，逐渐淡化了反摄意识。
   选课时，课程说明中可标注“课程将用照相点名”，选课就表示了同意照相点名，不愿被照相点名的可以选其他老师的课；其次，只有同班同学，任课老师，或主管部门老师能登入子页面看见照片，如果计算机安全措施足够好，照片不会扩散，仅此而已。
   技术发展会促进法规发展  如果这类软件使用的机会多，使用中出现了新问题，自然会有管理专家、法律专家和计算机专家一起来讨论解决，那是后话。

   产学研结合的成果 从表面上看，软件涉及图像处理，是外向型的工作。事实上，要把这个软件做得可用、好用，且被教师喜欢用，还有若干涉及数据挖掘的深层次问题。
   相关的研究成果已经发表在ACM Multimedia 2012 (MM'12)上，参见文献[5]，这是一个顶级国际会议。
   文献[5]包含技术和应用两部分，技术部分介绍了涉及的一些图像、图形处理以及人脸识别算法机器系统实现技术，应用部分基于从图像中采集到的数据（如：学生选座偏好、学生之间的交互情况）构建了一张课堂内的社会关系网络，并与学生的课程成绩联系起来进行了教学分析，最后把分析结果与传统的教育学或心理学学者得到的结论进行了对比。
   目前，这一软件已获得发明专利，不管今后通过哪一种方式推广，只要人们喜欢用，用的人多，就实现了量产，所以这是一个产学研结合的好成果。

   （联系方法：有关软件的进一步推广、使用、改进，合作等问题，请直接和魏骁勇副教授联系，他的邮件是qsc1999@gmail.com）

   博文发表后，魏骁勇看了博友们的30多个评论后，发来了下列补充解释：

谢谢唐老师通过博文介绍照相点名系统,可能有些博友有所误会，特解释如下：

  （1）点名不是强制出勤的手段，开发此系统的初衷最主要是好玩；

  （2）已出勤的同学常常反映，不点名实际上是对他们的不公平；

  （3）系统开发中用到的技术，与讲授的几门课程相关，开发的同时，也在课堂上给学生讲解；

  （4）课程考核主要依据是课程设计和小组现场报告，师生同时听报告打分，出勤率仅作参考；

  （5）系统中的数据挖掘那一部分，是在系统运行了一年多后，数据积累到一定程度时才增加的；

  （6）目前，此系统不卖。

 20121105补充：晓勇的博客在昨天才开通，博友可以和他直接交流，点击这里。

  参考文献：

   [1]. 乔中东，《我为什么每次上课都要让学生签到》http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=616948&do=blog&id=624422
   [2]. 赵斌，我上课不点名，但也反对学生逃课，http://blog.sciencenet.cn/blog-502444-624908.html
   [3]. 王晓明， 解决逃课问题的关键还是在老师，
http://blog.sciencenet.cn/blog-2361-625349.html 
   [4]. 魏晓勇，基于于图像的课堂考勤系统使用手册， http://www.qsc99.net/mojo2365/home.aspx；
   [5]. Xiao-Yong Wei, Zhen-Qun Yang, "Mining In-Class Social Networks for Large-Scale Pedagogical Analysis", ACM Multimedia 2012 (MM'12), Nara,Japan, October 29-November 2, 2012

       其它系列博文的入口     唐常杰博客主页      科学博客主页