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《语音识别》教学设计

一、教材分析

本课是一个实践活动，应用计算思维，结合xDing软件AI模块来解决生活中的问题。

首先提出问题——如何实现语音控制。xDing软件中AI选项中有“智能语音输入”模块。通过该模块可以向开源机器人“小丁”发出语音指令。

然后解决问题——“小丁”怎样才能“听懂”语音指令？教材中指引学生用“如果”条件语句进行指令判断，然后根据语音指令写出不同执行方式。

最后总结验证——运行程序，并通过话筒发出指令，观察舵机运行状况。根据舵机转动情况调整程序让“小丁”能“听懂”更多语音指令。

二、学情分析

六年级学生经过本单元前几课的学习已经对人工智能及其实现方式有了初步认识。对于xDing软件中人工智能模块的应用也有了使用经验。在编程方面，有五年级Scratch编程学习的经历后，他们对xDing软件编程不会感到陌生。

三、教学目标与要求

1.知识与技能

（1）学会搭建舵机摇臂，掌握舵机与开源机器人连接的方法。

（2）了解xDing软件实现语音识别的基本方法。

2.过程与方法

（1）掌握使舵机摇臂模拟开关门的算法。

（2）学会使用xDing软件实现语音控制舵机开关门的编程操作。

3.情感态度与价值观

（1）体验用计算思维解决生活中的实际问题的方法。

（2）体验用语音指令操控舵机转向的乐趣。

4.行为与创新

体验用计算思维解决生活中的实际问题的方法，尝试利用语音识别技术进行更多控制舵机的编程。

四、教学重点与难点

重点：

（1）掌握使舵机摇臂模拟开关门的算法。

（2）学会使用xDing软件实现语音控制舵机开关门的编程操作。

难点：体验用计算思维解决生活中的实际问题的方法，尝试利用语音识别技术进行更多控制舵机的编程。

五、教学方法与手段

1.方法：通过问题情境激发学生的学习动机，教学过程中任务驱动学习、自主探究和小组合作学习形结合，重点培养学生对应用xDing软件实现人工智能的兴趣，提高学生编程热情。

2.手段：多媒体教学课件、教师演示与学生操作相结合。

六、课时安排

安排1课时。

七、教学过程

（一）导入

1.播放语音识别相关视频，让学生欣赏。

2.讨论所看到的画面介绍了什么知识，简单说说语音识别是怎么回事？

3.现实生活中语音识别有哪些实际应用？未来语音识别可能会帮助人们做什么？

4.小问号看了以后也想要一个听话的门。小博士说xDing软件中的人工智能模块可以帮助他实现。同学们觉得应该是哪些控件能帮到小问号？

5.你们想帮助小问号实现梦想吗？（板书：语音识别）

【设计意图】从观看视频中了解到，人工智能正在步入人们的生活之中。特别是语音识别技术越来越成熟，被广泛应用在翻译、门禁等领域。再通过小问号的任务情境引发学生的学习欲望。

（二）新授

1.硬件搭建。

（1）舵机接上白色摇臂代表门的开关状态。

舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统，在很多玩具中都有使用。

（2）将白色摇臂按照垂直于舵机最长边的方向固定好（这里代表舵机0度）。

（3）用数据线连接开源机器人“小丁”和舵机。

舵机连接线“棕”“红”“橘”，与开源机器人舵机接口1“黑”“红”“黄”相对应。

（4）用USB数据线将开源机器人与电脑连接起来并安装固件。

【设计意图】硬件有固定的连接方法，这里必须通过课件或者教师演示把固定接法讲述清楚，特别是接口号和后面编程时空间中选择的号码要一一对应。

2.编写程序。

（1）设置初始角度。

我们先把门先关上，找找看哪个控件可以帮我们设置好关门的初始状态？

（2）开启、关闭语音识别。

开启语音识别很简单，我们也知道为什么要开启。但是谁知道为什么要设置停止语音识别？

停止语音识别表示我们不再通过语音控制开关门。（也可以结合实际讲解停止识别的必要性）

（3）说语音识别结果。

如何能知道计算机识别到了什么呢？（需要把语音识别结果呈现出来）

请一名学生上机演示。

（4）条件判断与执行。

引导学生用条件语句“如果”——语音识别结果=“开门”，执行舵机接口1输出90度。

仿照开门的脚本编写关门脚本。

【设计意图】这里是本课重点，但由于有相关内容可以作为知识迁移，因此并不是很困难，可以放手让学生去尝试。

（5）保存程序。

保存程序为“测试开关门”，注意文件路径。

【设计意图】智能语音识别是一项比较复杂的技术。目前我们使用的器材需要依靠远程服务器来进行语音识别，因此我们的开源机器人小丁必须在联网的状况下才能对语音指令进行判断。

让学生根据前进模块来自己设置后退控制。（这里由于重复的结构比较多，可以指导学生灵活运用复制功能）

前进与后退的控制命令完成后请学生保存程序。

（6）语音控制