臉部表情識(shí)別調(diào)整文獻(xiàn)檢索教學(xué)策略“EIMTS”系統(tǒng)設(shè)計(jì),文獻(xiàn)檢索論文

臉部表情識(shí)別調(diào)整文獻(xiàn)檢索教學(xué)策略“EIMTS〞系統(tǒng)設(shè)計(jì),文獻(xiàn)檢索論文自1984年教育部印發(fā)(關(guān)于在高等學(xué)校開設(shè)文獻(xiàn)檢索與利用課的意見(jiàn)的通知〕文件以來(lái)，高校都陸續(xù)開設(shè)了文獻(xiàn)檢索課。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)生把握網(wǎng)絡(luò)信息檢索的方式方法與技巧，能通太多種途徑，迅速、準(zhǔn)確地檢索到所需的信息；同時(shí)，對(duì)促進(jìn)學(xué)生不斷地吸收新知識(shí)，改善知識(shí)構(gòu)造，提高自學(xué)能力、研究能力和適應(yīng)能力，發(fā)揮創(chuàng)造才能具有重要而深遠(yuǎn)的意義。但是，文獻(xiàn)檢索課程開設(shè)的效果怎樣，能否到達(dá)預(yù)期目的，圖書館更該關(guān)心和研究的問(wèn)題。最近幾年，對(duì)文獻(xiàn)檢索課教學(xué)效果或教學(xué)質(zhì)量研究的文章不少，筆者對(duì)其按研究類別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如表1所示。由表1,12篇文章有2篇是項(xiàng)目研究，可見(jiàn)文獻(xiàn)檢索課的教學(xué)效果是重點(diǎn)研究問(wèn)題；李宏宇[1]、武俊瑛[2]、王佳[3]、楊凝清[4]、吳偉紅[5]、李會(huì)敏[6]、胡軍[7]等都對(duì)文獻(xiàn)檢索課教學(xué)效果進(jìn)行了討論、研究，提出了相關(guān)措施來(lái)提高教學(xué)效果，占58.3%;杜春光[8]、王若冰[9]、張爽英[10]、張軍亮[11]等建立了高等學(xué)校文獻(xiàn)檢索課教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，并結(jié)合所在學(xué)校的文獻(xiàn)檢索課進(jìn)行了實(shí)證的數(shù)據(jù)分析，占33.3%;石蕓[12]以調(diào)查表的形式對(duì)所在學(xué)校的文獻(xiàn)檢索課教學(xué)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并提出相應(yīng)的對(duì)策，占8.3%.現(xiàn)筆者從一個(gè)全新的角度來(lái)討論怎樣提高文獻(xiàn)檢索課的教學(xué)效果，設(shè)計(jì)了一個(gè)臉部表情辨別調(diào)整教學(xué)策略EIMTS系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)采集臉部表情數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)人臉檢測(cè)定位和表情特征提取，判定和理解其情緒狀態(tài)；通過(guò)匹配表情-教學(xué)策略數(shù)據(jù)庫(kù)以調(diào)整教學(xué)策略；通過(guò)檢測(cè)教學(xué)策略的有效性來(lái)優(yōu)化表情-教學(xué)策略數(shù)據(jù)庫(kù)，以提高文獻(xiàn)檢索課教學(xué)效果。1EIMTS系統(tǒng)介紹臉部表情辨別調(diào)整教學(xué)策略EIMTS系統(tǒng)由采集學(xué)習(xí)者表情，得到表情辨別結(jié)果，以確定教學(xué)策略，返回到學(xué)習(xí)者。該系統(tǒng)始于學(xué)習(xí)者，終于學(xué)習(xí)者，具體表現(xiàn)出了系統(tǒng)的主體。該系統(tǒng)包括3個(gè)模塊：表情辨別模塊、表情比對(duì)模塊、交互模塊，如此圖1所示。EIMTS系統(tǒng)的具體分解圖如此圖2,EIMTS系統(tǒng)正三角分解圖所示?！?〕表情辨別模塊:包括學(xué)生臉部數(shù)據(jù)采集、臉部檢測(cè)定位、表情特征提取，得到表情辨別結(jié)果?！?〕表情比對(duì)模塊:由表情辨別模塊得到的表情辨別結(jié)果開場(chǎng)，通過(guò)與表情-策略數(shù)據(jù)庫(kù)比照，得到教學(xué)策略結(jié)果?！?〕互動(dòng)模塊:包括教學(xué)策略反應(yīng)和更新表情-策略數(shù)據(jù)庫(kù)兩個(gè)部分。由表情比對(duì)模塊得到的教學(xué)策略結(jié)果開場(chǎng)，通過(guò)調(diào)整教學(xué)策略，最終返回到學(xué)習(xí)者；通過(guò)學(xué)習(xí)者的效果來(lái)檢測(cè)該教學(xué)策略能否可行，最終來(lái)優(yōu)化和完善表情-策略數(shù)據(jù)庫(kù)。1.1表情辨別模塊人臉表情辨別的3個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：臉部檢測(cè)與定位、面部表情特征的提取、人臉表情的辨別與分類構(gòu)成了人臉表情分析系統(tǒng)，ChenQueen等[13]中給出的構(gòu)成與流程如此圖3所示。1.1.1臉部檢測(cè)與歸一化通過(guò)攝像圖來(lái)采集人臉數(shù)據(jù)時(shí)，都是對(duì)單幅圖像的檢測(cè)。對(duì)于單幅的靜態(tài)圖像，人臉檢測(cè)與定位的方式方法大致分成兩類[14]:一是基于統(tǒng)計(jì)的人臉檢測(cè)方式方法：包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、子空間方式方法、模版法多層小波分解和遺傳算法等；一是基于知識(shí)建模的人臉檢測(cè)：包括人臉規(guī)則、顏色紋理信息和對(duì)稱性等。筆者使用OpenCV提供的Harr人臉?lè)诸惼鬟M(jìn)行人臉檢測(cè)。歸一化是指在檢測(cè)人臉的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，主要特征包含眼、眉、鼻、嘴等，歸一化算法主要步驟有：〔1〕利用人臉的垂直積分投影曲線獲得人臉的左右邊界?！?〕利用水平積分投影曲線獲得人眼所處的大致水平位置，進(jìn)而裁剪出這個(gè)包含人眼的大致區(qū)域?！?〕利用Canny算子求出眼睛區(qū)域的邊緣圖像，然后對(duì)邊緣像素進(jìn)行聚類。〔4〕利用Hough變換的改良方式方法求出左右眼球中心的精到準(zhǔn)確位置，最后利用中心瞳孔的位置進(jìn)行人臉的歸一化處理。1.1.2表情特征提取表情特征提取的方式方法比擬多，筆者采用獨(dú)立分量分析〔ICA〕算法，該算法在信息處理的很多領(lǐng)域都有很大的應(yīng)用潛力，已引起了國(guó)際信號(hào)處理領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。關(guān)于ICA算法進(jìn)行臉部表情特征提取的研究很多，這里就不再具體介紹了。1.1.3臉部表情辨別分類人臉表情辨別的最后一個(gè)步驟就是將人臉表情進(jìn)行分類，首先指定一組類別，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的分類機(jī)制對(duì)表情進(jìn)行辨別歸入相應(yīng)類別。以權(quán)威的ORL人臉庫(kù)和JAFFE人臉庫(kù)表情辨別分類為根據(jù)，筆者將人臉情感分為：興奮、高興、安靜、沮喪、生氣五類，并以JAFFE數(shù)據(jù)庫(kù)中的213張256256圖像經(jīng)過(guò)ICA算法的表情辨別率如表2所示，能夠看出ICA算法的辨別率能夠基本知足實(shí)際需求。1.2表情比對(duì)模塊教學(xué)策略是在整個(gè)教學(xué)經(jīng)過(guò)中，根據(jù)教學(xué)的主、客觀條件，十分是學(xué)習(xí)者的實(shí)際情況，對(duì)所選用的教學(xué)方式方法和教學(xué)手段，在教學(xué)實(shí)踐中不斷地調(diào)節(jié)和創(chuàng)新。表情比對(duì)模塊中的教學(xué)策略是根據(jù)表情辨別模塊得到的學(xué)習(xí)者的表情結(jié)果來(lái)制定的，由此，建立了表情-教學(xué)策略數(shù)據(jù)庫(kù)，表3是部分表情-教學(xué)策略數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容。表中，教學(xué)策略是根據(jù)學(xué)校文獻(xiàn)檢索課程組老師的教學(xué)經(jīng)歷體驗(yàn)來(lái)制定的。由于教學(xué)策略的實(shí)時(shí)性和復(fù)雜性，制定的策略會(huì)根據(jù)教學(xué)效果動(dòng)態(tài)調(diào)整。當(dāng)初次使用此系統(tǒng)時(shí)，各個(gè)表情狀態(tài)下所有的教情結(jié)果為安靜時(shí)，系統(tǒng)呈現(xiàn)老師可供選擇的教學(xué)策略有：3-1引起學(xué)生注意〔通過(guò)語(yǔ)音、語(yǔ)調(diào)、身勢(shì)語(yǔ)的改變〕；3-2提問(wèn)式教學(xué)〔通過(guò)相關(guān)專業(yè)知識(shí)的提問(wèn)，避免課堂毫無(wú)活力，集中學(xué)生注意力〕；3-3案例教學(xué)等。若不是初次使用，則按表情狀態(tài)下教學(xué)策略的分值高低來(lái)推送，分值高的優(yōu)先呈現(xiàn)。文獻(xiàn)檢索課的老師能夠選擇分值高的教學(xué)策略或者根據(jù)課堂的實(shí)際情況選擇相應(yīng)的教學(xué)策略。最后將選擇的教學(xué)策略保存到表情比對(duì)模塊的輸出結(jié)果中。1.3互動(dòng)模塊互動(dòng)模塊即將表情比對(duì)模塊中得到的教學(xué)策略反應(yīng)到課堂，施行到學(xué)習(xí)者。將教學(xué)策略靈敏地運(yùn)用到課堂，對(duì)檢索課的老師有較高的要求。如項(xiàng)目式教學(xué)，能否順利施行的關(guān)鍵在于老師，老師應(yīng)把握的關(guān)鍵問(wèn)題是工作任務(wù)確實(shí)定，在老師精心設(shè)計(jì)的任務(wù)下，學(xué)生充分發(fā)揮自個(gè)的主觀能動(dòng)性，通過(guò)自主研究或小組化互助學(xué)習(xí)，將新舊知識(shí)聯(lián)絡(luò)起來(lái)，在實(shí)踐中找出解決問(wèn)題的詳細(xì)方式方法，完成任務(wù)。它的教學(xué)經(jīng)過(guò)為：提出任務(wù)-分析任務(wù)-完成任務(wù)-總結(jié)任務(wù)。以工作任務(wù)為參照點(diǎn)設(shè)置課程，確保了項(xiàng)目課程以工作任務(wù)為核心課程內(nèi)容[4].課后，要確定所選教學(xué)策略能否有效，對(duì)其有效性監(jiān)測(cè)通過(guò)流程圖4實(shí)現(xiàn)。第一步：要確定閥值分和平均分，閥值分確實(shí)定是通過(guò)檢索課老師反復(fù)測(cè)試，最終定為70分；平均分確實(shí)定是隨機(jī)挑選5名同學(xué)介入教學(xué)效果評(píng)分，取平均分。第二步：比擬平均分和閥值分的大小，若平均分閥值分，則講明所選教學(xué)策略是有效的，將策略分值加1;若平均分閥值分，講明所選教學(xué)策略這次是無(wú)效的，將策略分值減1,此時(shí)再來(lái)判定策略分值能否大于0,假如小于0,則講明所選策略不合適該表情類別，從表情類別中刪除該策略；最后，更新表情-策略數(shù)據(jù)庫(kù)。2結(jié)束語(yǔ)知識(shí)信息時(shí)代，文獻(xiàn)檢索課程內(nèi)容在不斷更新，教學(xué)手段與方式方法在不斷改善，文獻(xiàn)檢索教學(xué)課開設(shè)的效果怎樣至關(guān)重要。EIMTS系統(tǒng)在2020年秋季學(xué)期嵌入文獻(xiàn)檢索課課程組老師的教學(xué)后，經(jīng)過(guò)2個(gè)學(xué)期的測(cè)試，老師普遍反映學(xué)生上課聽(tīng)講認(rèn)真了很多，課堂氣氛也好了，但是少數(shù)年輕老師反映此系統(tǒng)對(duì)老師的教學(xué)經(jīng)歷體驗(yàn)有一定的要求。實(shí)踐證明，EIMTS系統(tǒng)對(duì)提高文獻(xiàn)檢索課的教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效果起到了重要的作用。以下為參考文獻(xiàn)：[1]李宏宇，張寶玉，戴建陸。高校文獻(xiàn)檢索課課堂學(xué)習(xí)效果的研究與實(shí)踐[J].晉圖學(xué)刊，2018,〔5〕：51-53.[2]武俊瑛。對(duì)有效提高研究生文獻(xiàn)檢索課教學(xué)效果的討論[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)〔社會(huì)科學(xué)版〕，2005,〔3〕：112-115.[3]王佳。淺談怎樣提高醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)檢索課的教學(xué)效果[J].才智，2018,〔12〕：140.[4]楊凝清，滕洪松，王洪秀。提高研究生文獻(xiàn)檢索課實(shí)習(xí)效果的探尋求索[J].圖書情報(bào)雜志，2007,〔1〕：50-52.[5]吳偉紅。提高本科生文獻(xiàn)檢索課效果的討論[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2018,〔14〕：34-36.[6]李會(huì)敏。提高中醫(yī)藥信息檢索課教學(xué)效果的因素探析[J].河北中醫(yī)藥學(xué)報(bào)，2006,〔4〕：43-44.[7]胡軍.提高高校文獻(xiàn)檢索課教學(xué)效果的考慮[J].江西圖書館學(xué)刊,2018,〔1〕：116-118.[8]杜春光，楊廣林。文獻(xiàn)檢索課教學(xué)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)確實(shí)定[J].情報(bào)探尋求索，2007,〔8〕：37-39.[9]王若冰。高校文獻(xiàn)檢索課教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系討論[J].當(dāng)代情報(bào)，2008,〔9〕：210-21