0626《语音识别》教学设计

第26课语音识别【教材分析】本课是人工智能模块的最后一课。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。首先提出问题一一如何实现语音控制。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。然后解决问题一一“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。最后总结验证一一运行程序，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。【学情分析】六年级学生经过本单元前3课的学习已经对人工智能的定义、发展、分类有了初步的了解。对于xDing软件中AI模块中的控件的应用也有了使用经验。【教学目标与要求】通过数字化学习方式了解现实生活中语音识别的意义。通过硬件搭建和xDing软件编程制作语音控制的门，培养学生计算思维。尝试利用编程和语音识别技术实现更细致的舵机控制，培养创新意识。【教学重点与难点】重点：掌握使舵机摇臂模拟开关门的算法。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控制舵机的编程。【教学方法与手段】方法：通过提问激发学生的学习动机，教学过程中采用了任务驱动法进行教学，将自主探究和小组合作学习相结合，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。手段：多媒体教学课件、教师演示与学生操作相结合。【课时安排】安排1课时。【教学过程】一、导入播放语音识别相关视频，让学生欣赏。讨论所看到的画面介绍了什么知识？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？小问号看了以后也想要设计一个“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。同学们觉得应该利用哪些控件帮助小问号实现梦想？板书：语音识别【设计意图】观看视频了解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。二、新授硬件搭建。（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选择的号码要一一对应。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。结合第25课《表情识别》中所学到的知识，思考：我们如果的指令是开门，“小丁”怎样判定和执行？请一名学生尝试把这个条件判断脚本写出来。引导学生写条件语句“如果”——语音识别结果=“开门”，就执行舵机接口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，但由于第25课学习过相关内容，可以可以采用知识迁移一法，放手让学生去尝试。（5）保存程序。保存程序文件名为“测试开关门”，注意文件路径。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）完成“前进”与“后退”的控制命令后请学生保存程序。语音控制开关门。小组活动：一名学生用麦克风向计算机出开门或关门指令，小组其他同学观察舵机摇臂转动情况。【设计意图】语音识别是一项比较复杂的技术，它必须基于大数据才能进行相应的识别，因此我们必须在联网的状况下才能进行语音识别的测试。拓展练习。分组让学生讨论家中养的宠物要回来时需不需要把门开到底（90度）。开动脑筋为小猫和小狗分别设置一个“听话”的门。【设计意图】根据实际情况，我们可以控制开门的角度为30度、60度等，以满足不同需要，甚至可以引入变量设置，通过“开大点”“开小点”的语音来控制开门的角度。这些在实际生活中都有需求，值得研究。三、总结1.本节课我们制作了一个“听话”的门，帮助“小丁”完成了心愿。你觉得自己有什么收获？