0626《語音識別》教學設(shè)計

第26課語音識別【教材分析】本課是人工智能模塊的最后一課。本課是一個實踐活動，應(yīng)用計算思維，結(jié)合xDing軟件AI模塊來解決生活中的問題。首先提出問題一一如何實現(xiàn)語音控制。xDing軟件中AI選項中有“智能語音輸入”模塊。通過該模塊可以向開源機器人“小丁”發(fā)出語音指令。然后解決問題一一“小丁”怎樣才能“聽懂”語音指令？教材中指引學生用“如果”條件語句進行指令判斷，然后根據(jù)語音指令寫出不同執(zhí)行方式。最后總結(jié)驗證一一運行程序，并通過話筒發(fā)出指令，觀察舵機運行狀況。根據(jù)舵機轉(zhuǎn)動情況調(diào)整程序讓“小丁”能“聽懂”更多語音指令。【學情分析】六年級學生經(jīng)過本單元前3課的學習已經(jīng)對人工智能的定義、發(fā)展、分類有了初步的了解。對于xDing軟件中AI模塊中的控件的應(yīng)用也有了使用經(jīng)驗?！窘虒W目標與要求】通過數(shù)字化學習方式了解現(xiàn)實生活中語音識別的意義。通過硬件搭建和xDing軟件編程制作語音控制的門，培養(yǎng)學生計算思維。嘗試利用編程和語音識別技術(shù)實現(xiàn)更細致的舵機控制，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。【教學重點與難點】重點：掌握使舵機搖臂模擬開關(guān)門的算法。學會使用xDing軟件實現(xiàn)語音控制舵機開關(guān)門的編程操作。難點：體驗用計算思維解決生活中的實際問題的方法，嘗試利用語音識別技術(shù)進行控制舵機的編程?！窘虒W方法與手段】方法：通過提問激發(fā)學生的學習動機，教學過程中采用了任務(wù)驅(qū)動法進行教學，將自主探究和小組合作學習相結(jié)合，重點培養(yǎng)學生對應(yīng)用xDing軟件實現(xiàn)人工智能的興趣，提高學生編程熱情。手段：多媒體教學課件、教師演示與學生操作相結(jié)合?！菊n時安排】安排1課時?！窘虒W過程】一、導(dǎo)入播放語音識別相關(guān)視頻，讓學生欣賞。討論所看到的畫面介紹了什么知識？現(xiàn)實生活中語音識別有哪些實際應(yīng)用？未來語音識別可能會幫助人們做什么？小問號看了以后也想要設(shè)計一個“聽話”的門。小博士說xDing軟件中的人工智能模塊可以幫助他實現(xiàn)。同學們覺得應(yīng)該利用哪些控件幫助小問號實現(xiàn)夢想？板書：語音識別【設(shè)計意圖】觀看視頻了解人工智能正在步入人們的生活之中。特別是語音識別技術(shù)越來越成熟，被廣泛應(yīng)用在翻譯、門禁等領(lǐng)域。二、新授硬件搭建。（1）舵機接上白色搖臂代表門的開關(guān)狀態(tài)。舵機是一種位置（角度）伺服的驅(qū)動器，適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的控制系統(tǒng)，在很多玩具中都有使用。（2）將白色搖臂按照垂直于舵機最長邊的方向固定好（這里代表舵機0度）。（3）用數(shù)據(jù)線連接開源機器人“小丁”和舵機。舵機連接線“棕”“紅”“橘”，與開源機器人舵機接口1“黑”“紅”“黃”相對應(yīng)。（4）用USB數(shù)據(jù)線將開源機器人與電腦連接起來并安裝固件?！驹O(shè)計意圖】硬件有固定的連接方法，這里必須通過課件或者教師演示把固定接法講述清楚，特別是接口號和后面編程時選擇的號碼要一一對應(yīng)。編寫程序。（1）設(shè)置初始角度。我們先把門先關(guān)上，找找看哪個控件可以幫我們設(shè)置好關(guān)門的初始狀態(tài)？（2）開啟、關(guān)閉語音識別。開啟語音識別很簡單，我們也知道為什么要開啟。但是誰知道為什么要設(shè)置停止語音識別？停止語音識別表示我們不再通過語音控制開關(guān)門。（也可以結(jié)合實際講解停止識別的必要性）（3）說語音識別結(jié)果。如何能知道計算機識別到了什么呢？（需要把語音識別結(jié)果呈現(xiàn)出來）請一名學生上機演示。（4）條件判斷與執(zhí)行。結(jié)合第25課《表情識別》中所學到的知識，思考：我們?nèi)绻闹噶钍情_門，“小丁”怎樣判定和執(zhí)行？請一名學生嘗試把這個條件判斷腳本寫出來。引導(dǎo)學生寫條件語句“如果”——語音識別結(jié)果=“開門”，就執(zhí)行舵機接口1輸出90度。仿照開門的腳本編寫關(guān)門腳本?！驹O(shè)計意圖】這里是本課重點，但由于第25課學習過相關(guān)內(nèi)容，可以可以采用知識遷移一法，放手讓學生去嘗試。（5）保存程序。保存程序文件名為“測試開關(guān)門”，注意文件路徑。讓學生根據(jù)前進模塊來自己設(shè)置后退控制。（這里由于重復(fù)的結(jié)構(gòu)比較多可以指導(dǎo)學生靈活運用復(fù)制功能）完成“前進”與“后退”的控制命令后請學生保存程序。語音控制開關(guān)門。小組活動：一名學生用麥克風向計算機出開門或關(guān)門指令，小組其他同學觀察舵機搖臂轉(zhuǎn)動情況?！驹O(shè)計意圖】語音識別是一項比較復(fù)雜的技術(shù)，它必須基于大數(shù)據(jù)才能進行相應(yīng)的識別，因此我們必須在聯(lián)網(wǎng)的狀況下才能進行語音識別的測試。拓展練習。分組讓學生討論家中養(yǎng)的寵物要回來時需不需要把門開到底（90度）。開動腦筋為小貓和小狗分別設(shè)置一個“聽話”的門。【設(shè)計意圖】根據(jù)實際情況，我們可以控制開門的角度為30度、60度等，以滿足不同需要，甚至可以引入變量設(shè)置，通過“開大點”“開小點”的語音來控制開門的角度。這些在實際生活中都有需求，值得研究。三、總結(jié)1.本節(jié)課我們制作了一個“聽話”的門，幫助“小丁”完成了心愿。你覺得自己有什么收獲？