初中人工智能课程 第8课 智能语音技术应用 教学设计.docx

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课题

《人工智能之智能语音技术应用》

学科

信息科技

授课对象

七年级

教学用书

青岛版教材

课时

1

教学流程

教学目标

知识与技能：深入理解语音识别及语音合成的原理，能在情境下合理运用相关技术解决问题。理解人机对话技术的原理，能尝试运用人机对话技术编程实现项目子目标。

过程与方法：通过项目的分析与分解，培养学生宏观解决问题的能力。通过具体子项目的研究，链接原理、确定方法、明确步骤，在实践操作中倡导“提问、争议、质疑、证明”，培养学生百折不挠、求真务实的科学精神。

情感态度与价值观：通过项目的分析和实现，进一步感受人工智能的神奇及有趣，提升用人工智能服务于生活的意识。

教学重点及难点

教学重点：能灵活运用人机对话技术实现项目目标我与机器一起诵诗歌。

教学难点：人机对话技术原理的理解及应用。

教学过程

环节

内容

设计目标

教师

学生

一、项目提出，整体设计方案

1.激趣导入

（1）课间你们看到的机器人他有哪些本领？

（2）能说一说机器人的工作流程吗？

（3）提问：机器人一个人一直重复背同一首诗，感觉有点孤单。同学们愿意陪伴机器人一起诵读诗歌吗？我从同学们回答的声音里听到热情与善良，同学们都有一颗共情心。那么大家请思考下，我们和机器人一起诵读诗歌，你能想到有几种模式呢？

（4）师生探讨：同学们小组内快速讨论下，我请一位同学到讲台前展示他们组绘制的思维导图。

2.项目分解

（1）要想实现我们的项目目标--与机器一起诵读诗歌，刚才那位同学想到了两种方式。那么每种实现方式，要运用什么方法，经过哪些步骤？思维导图可以再向下发散一下。

（2）师生总结：无论哪一种实现方式，我们都需要用到语音识别及语音合成，就像人类听和说是必备基础能力一样。我们就这两项重要的人工智能技术复习回顾下，请同学们完成学习单相关内容。稍后，请同学用自己的语言来描述下这两项技术的原理。

能朗诵诗歌、会走路。

同学们小组内快速讨论下，我请一位同学到讲台前展示他们组绘制的思维导图。

学生小组合作，在学习单上绘制更深层次的思维导图。（学习单明确任务目标）

本环节由会诵读诗歌会走路的机器人的另类出场欢迎仪式导入，由学生思考其实现流程，激发学生兴趣，营造积极思考、踊跃回答的“学、思、行”氛围。

“我”如何才能陪伴机器人诵读诗歌，与机器人互动呢？产生新的问题，引发新的思考，明确项目目标，整体规划实现路径。通过明确目标，整体规划设计，项目分解，明确基础原理，为后续新知学习与问题解决做好铺垫。

二、项目分析，迁移引入新知

1.小试牛刀机器人跟读诗歌

（1）机器人跟读诗歌，要怎么实现呢？请同学们类比下“母亲教幼儿读诗“的场景，设计下流程图。小组内负责编程的同学可以根据流程图，根据老师提供的设备编制相应的程序。

（2）请一组同学上前分享小组的作品，另一组同学对该作品进行评价。

2.勇攀高峰与机器人对诗

（1）运用人工智能的语音识别与语音合成技术，机器可以和我们一起诵诗歌，只是这样的诵读情境相对单调了些，因为他只会重复，而缺少了“唱与和”的乐趣。

如何能让机器人具备与我们对诗的功能呢？这就用到了“人机对话”技术。

（2）请两位同学来表演一下什么是对诗。同学们在欣赏的时候思考下对诗的流程，在学习单上画下来。

（3）人机对话系统也叫做问答系统，机器首先利用语音识别技术把声音转成文字，然后利用自然语言处理技术理解问题，查找数据库，并生成相关的答案，最后利用语音合成技术说出答案。

（4）将原理与两位同学对诗的流程进行类比，对比理解。

（5）展示人机对话系统的工作过程

（6）听到问题后，问答系统是如何找到答案的呢？

像人一样先理解问题，它是利用语音识别技术来听懂“我”说的话，然后通过自然语言处理技术理解问题，判断问题类型并提取出关键字，然后通过网络到数据库中有哪些信誉好的足球投注网站答案，再用自然语言处理组织答案，最后通过语音合成技术来回答问题。

3.科大讯飞VS百度大脑

（1）我与机器一起对诗歌如何编程实现呢？先绘制流程图梳理下算法。

(2)我们有的小组是使用科大讯飞畅AI平台，有的是使用KittenBlock扩展百度大脑来编程实现的。我们就一起根据各自拥有的设备，在软件界面上寻找相应的模块吧，然后将找到的需要使用的积木块拖至舞台备用。

学生设计流程图及编制程序并测试程序。

各组在学习单上绘制流程图。任选一组黑板展示，发言人解说。

本环节先小试牛刀运用已有的知识储备--语音识别与语音合成技术实现项目子目标机器跟“我”读诗歌，机器的“认知水平”类比于幼儿。学生通过个这个环节既体验到运用旧知解决新问题的“成就感”，提升了自信心，又为学习新知--人机对话技术做好铺垫。原理的讲解将机器的“认知”水平提升至低年级小学生水平，仍然采用类比法进行原理的讲解，再辅以原理图及算法流程图，让学生对人