資源簡介

(共55張PPT)
第三單元 第3課
語音識別項目應用
——語音控制開關燈項目實現
（清華大學版）六年級
上
1
核心素養目標
3
新知講解
5
拓展延伸
7
板書設計
2
新知導入
4
課堂練習
6
課堂總結
課后作業
8
01
核心素養目標
信息意識
計算思維
數字化學習與創新
信息社會責任
理解并尊重同學的隱私，學會安全地收集和處理敏感數據（如項目設計），避免不當分享。
利用語音識別進行項目設計，注意需解決的問題，了解相關的技術及知識，每個人都能設計出具有個性特色的作品。
學習通過辨認語音信息控制設備，在這基礎上，還可以給它增加很多拓展的功能。
能夠了解語音識別技術結合物聯網，語音識別技術在不同場景的應用和其項目的實現。
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新知導入
讓機器能聽懂人類的語言表達是機器智能的重要體現。語音識別技術的廣泛使用，不僅能讓機器把語音信息輸出為文字，通過辨認語音信息控制設備，在這基礎上，還可以給它增加很多拓展的功能本節課，讓我們一起來了解一下吧!
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新知導入
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新知導入
思考
同學們，你們能說出語音識別技術在生活中都有哪些拓展應用嗎
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新知導入
當然可以！語音識別技術在生活中有很多拓展應用，以下是一些常見的例子：
1. 智能助手：如蘋果的Siri、谷歌助手、亞馬遜的Alexa等，用戶可以通過語音指令來查詢信息、設置提醒、播放音樂等。
2. 語音輸入：在手機、電腦等設備上，用戶可以通過語音輸入文本，方便快捷，尤其適合打字不便的人群。
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新知導入
3. 智能家居控制：通過語音控制智能家居設備，如燈光、空調、電視等，提升了生活的便利性。
4. 車載語音系統：許多現代汽車配備了語音識別系統，駕駛者可以通過語音進行導航、撥打電話、播放音樂等操作，減少駕駛時的分心。
5. 客服系統：許多企業使用語音識別技術來處理客戶電話，通過自動語音應答系統提供服務，提升客戶體驗。
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新知導入
6. 醫療領域：醫生可以通過語音識別技術快速記錄病歷、開處方，提高工作效率。
7. 教育應用：語音識別技術可以用于語言學習、口語練習等，幫助學生提高語言能力。
8. 無障礙技術：為視力障礙人士提供語音識別服務，幫助他們更方便地使用電子設備。
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新知導入
9. 翻譯應用：一些翻譯軟件利用語音識別技術實現實時語音翻譯，方便跨語言交流。
這些應用展示了語音識別技術在各個領域的廣泛潛力和便利性。
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新知導入
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新知講解
一、語音識別技術項目應用
讓機器像人一樣聽懂語音信息，是機器智能的一大進步。語音識別技術的基礎應用主要分為識別語音信息輸出文字和識別語音信息控制設備運行，如圖 3.3.1 所示。
圖 3.3.1 語音識別的基礎應用
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新知講解
一、語音識別技術項目應用
語音識別技術的功能仍在不斷進步和發展，它與不同應用場景、不同設備甚至其他各項智能技術相結合，形成了更強大的綜合型智能應用體系。
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新知講解
語音識別技術結合物聯網
眾所周知，智能家居環境充分利用了物聯網技術，使家居環境中所有電器設備都能被集中控制，如圖3.3.2所示。而語音識別技術，作為控制設備的觸發條件，使智能家居的控制擺脫了固定的遙控設備、距離等因素的影響。
圖3.3.2 語音識別結合物聯網控制不同家電
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新知講解
語音識別技術在不同場景的應用
語音識別技術可以識別語音內容輸出文字。在采訪、記錄過程中，常常需要記錄較長篇幅的內容，此時可利用語音識別技術進行長文識別，輕松地完成記錄;在語言學習過程中，也可利用語音識別，對口語進行正誤判斷，培養良好發音習慣，如圖 3.3.3 所示。
圖3.3.3 看圖說話訓練
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新知講解
語音識別技術在不同場景的應用
語音識別技術可識別語音指令控制設備。在不同場景，此功能可結合物聯網等技術，發揮出更強大的功能。例如，在車載系統中，只需發出語音指令，便可播放音樂、接聽電話、調試音量、設置導航等;在盲人社區，可增加語音識別公共設備，使社區人員更方便為盲人群體提供幫助。
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新知講解
項目實現
在智能家居環境中，語音控制成為最流行和便捷的家居管理方式。下面以“語音控制 AIoT 板開、關燈”為例，來了解具體的項目實現過程吧!模擬智能家居語音控制燈的開關的場景:進入家門后，只要說“開燈”，燈就會打開要離開房屋的時候，說“關燈”，燈就會關閉，具體思路如圖 3.3.4 所示。
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新知講解
圖3.3.4 語音控制 AIoT 板開、關燈思路圖示
項目實現
03
新知講解
項目實現
打開編程軟件，編程實現對應的功能。找到語音識別相關的模塊指令，在這里，需借助“百度智能云”平臺的數據資源，語音控制 AIoT 板開關程序，如圖 3.3.5 所示。
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新知講解
圖 3.3.5 語音控制 AIoT 板開關燈程序分析
項目實現
03
新知講解
課堂活動
請同學們打開編程軟件，借助智能語音云平臺，使用語音識別技術，控制 AIoT 板上的RGB 燈的開和關吧!
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課堂練習
步驟一：準備工作
1. 硬件準備：
- AIOT開發板（如樹莓派、Arduino等）
- RGB LED燈
- 連接線
2. 軟件準備：
- 編程軟件（如Arduino IDE、Python等）
- 智能語音云平臺的API（如百度語音識別、Google語音識別等）
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課堂練習
步驟二：連接RGB燈
步驟三：運行程序
1. 將代碼復制到你的編程軟件中。
2. 確保所有硬件連接正確。
3. 運行程序，使用麥克風說出命令（如“打開紅色燈”、“關閉燈”等）。
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課堂練習
注意事項：
- 確保你的開發板和RGB燈的電源連接正常。
- 根據你使用的語音識別API，可能需要安裝相應的庫并進行配置。
- 調整代碼中的引腳號以匹配你的硬件連接。
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新知講解
二、項目設計
在已學習過的語音識別的項目應用的基礎上，仍可迸發出更多有趣、實用或是更智能的項目應用。多留意生活中的細節，注意需解決的問題，了解相關的技術及知識，每個人都能設計出具有個性特色的作品。
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新知講解
由前面所學的知識可知，語音識別技術可以應用在智能家居環境中，那么語音控制 AIoT 板開關燈是否完全符合智能家居實際場景呢 如圖 3.3.6 所示，我們能否模擬同一個房間中包含不同的燈具的場景，使用語音控制同一個 AIoT 板上不同的燈珠呢 又或是模擬不同房間的燈具，使用語音控制不同AIoT 板的燈呢
項目創意
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新知講解
項目創意
圖3.3.6 語音識別控制家電的拓展想法
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新知講解
創意來源于生活。語音識別技術能否完全控制車輛的行動 語音識別技術能否在采訪時發揮更大的價值 語音識別技術能否在公共場合解決其他問題呢
在不斷涌現的創意中，原有的作品也能得到不斷完善，或是產生全新的更具有特色的作品。
項目創意
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新知講解
課堂活動
請同學們展開思考，語音識別技術在不同的場景下，可以有什么創新的用法。與同學們展開討論，最后確定一個項目創意，填寫在表3.3.1中。
圖3.3.1 項目創意記錄表
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新知講解
課堂活動
項目創意1 項目創意2 項目創意3 項目創意4
智能家居控制：用戶可以通過語音指令控制家中的智能設備，如燈光、空調、電視等，實現更便捷的生活體驗。 醫療健康： 醫生可以通過語音記錄病歷，減少手動輸入的時間，提高工作效率。 語音助手可以幫助患者進行用藥提醒和健康監測。 教育領域： 語音識別可以，幫助學生糾正發音。教師可以通過語音識別技術進行課堂互動，實時記錄學生的反饋和問題。 車載系統： 駕駛員可以通過語音控制導航、音樂播放和電話撥打，減少駕駛過程中的分心。
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新知講解
選好項目創意后，針對此創意，對其進行概述總結，包括使用場景、功能介紹等，制訂詳細的分析計劃，包括所需材料、任務分解和分工、風險預估等，如表 3.3.2 所示。
項目概述
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新知講解
表 3.3.2 語音控制 AIoT 板開關燈項目實施計劃參考
項目概述
材料清單 AIOT板、數據線、木板、膠水、工具刀、尺子
任務分解 準備材料 →連接開源硬件準備編程 →連接網絡 →登錄“智能云”平臺獲取密鑰 → 編寫程序 → 撘建作品 → 控制實現 → 測試優化 → 總結反思
完成時長 2 天
人員分工 組員1:收集材料組員2:編寫程序組員3+組員4:搭建作品 組員5：…….
關鍵問題及應對措施 1.“智能云”平臺免費額度消耗完畢--通過使用新手機號注冊登錄解決
2.網絡環境--預先測試，尋找到網絡最佳位置
請同學們與組員展開討論，并在計算機中建立一個項目計劃文檔，做好項目的概述以及實施計劃，完成后，向老師求證項目的可行性，如圖 3.3.7所示。
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新知講解
課堂活動
圖3.3.7 在計算機上建立項目計劃文檔
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課堂練習
一、項目概述
項目主題：智能家居控制系統
項目背景：隨著物聯網技術的發展，智能家居逐漸成為現代家庭的重要組成部分。用戶希望能夠通過集中控制來管理家中的設備，提高生活質量和便利性。
項目目標：開發一個智能家居控制系統，使用戶能夠通過手機應用或語音助手方便地控制家中的各種設備（如燈光、空調、安防系統等），提升居住的舒適性和安全性。
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課堂練習
主要功能：
1. 設備控制：支持對燈光、空調、電視等設備的遠程控制。
2. 安全監控：實時監控家中安全狀況，支持視頻監控和報警功能。
3. 場景設置：用戶可以自定義場景模式（如“離家模式”、“回家模式”等）。
4. 語音控制：支持與主流語音助手（如Alexa、Google Assistant等）集成。
5. 數據分析：收集用戶使用數據，提供智能建議。
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課堂練習
二、項目實施計劃
材料清單：
材料名稱 數量 備注
智能燈泡 10 可調光、可遠程控制
智能插座 5 支持定時開關
智能溫控器 1 支持手機遠程控制
智能門鎖 1 支持指紋和密碼解鎖
中央控制器 1 連接所有智能設備的核心
傳感器（溫濕度） 2 用于環境監測
移動設備（手機） 2 用于控制和監測
線纜及配件 若干 連接設備所需的線纜和配件
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課堂練習
任務分解及完成時長：
任務名稱 負責人 開始時間 結束時間 完成時長
項目需求分析 張三 2023-11-01 2023-11-05 5天
材料采購 李四 2023-11-06 2023-11-15 5天
設備安裝 王五 2023-11-11 2023-11-15 5天
系統調試 趙六 2023-11-16 2023-11-20 5天
用戶培訓 錢七 2023-11-21 2023-11-22 2天
項目驗收 張三 2023-11-23 2023-11-24 2天
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課堂練習
關鍵問題及應對措施：
關鍵問題 應對措施
材料采購延遲 提前聯系多家供應商，確保材料及時到位
設備安裝不順利 預留技術支持，確保安裝過程順利進行
用戶對系統不熟悉 提供詳細的用戶手冊和培訓課程
系統兼容性問題 在采購前進行設備兼容性測試
項目進度滯后 定期召開項目進度會議，及時調整計劃
03
新知講解
前期規劃完成后，就可以開始動手實施了。按照計劃中的分工與步驟，有序進行項目的工作開展，例如準備物料、編程、作品搭建、測試、反思等。
項目實施
圖3.2.5 新語音使用模型識別的過程
04
課堂練習
項目實施過程較長或是比較分散，為更好地推進項目，隨時查找問題所在并及時溝通解決，可通過項目日志、觀察筆記等記錄的方式來輔助解決問題。請同學們在項目實施過程中，認真做好記錄，及時解決問題，并填寫到表3.3.3中。
實踐
表 3.3.3 項目日志/觀察筆記
主要問題 負責成員 解決方法 解決進度
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課堂練習
項目日志/觀察筆記：
主要問題 負責成員 解決方法 解決進度
需求不明確 張三 召開需求討論會，明確用戶需求 已解決
技術選型困難 李四 進行技術調研，比較不同技術方案 進行中
硬件兼容性問題 王五 測試不同硬件設備，確保兼容性 已解決
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拓展延伸
語音識別與聲紋識別
在思考項目創意時，如果想利用語音識別技術進行個人信息安全方面的應用，不知道是否可行呢
恐怕不行。不過有一種識別技術跟語音識別技術類似，叫作聲紋識別，可以提取聲紋特征，進而識別說話人的身份。
05
拓展延伸
語音識別與聲紋識別
這么說，它們是兩種完全一樣的技術
兩者在基礎原理上的確有相通性，都是通過對采集到的語音信號進行分析和處理，提取相應的特征或建立相應的模型，然后根據不同的目標做出不同的判斷。
05
拓展延伸
語音識別與聲紋識別
原來如此，兩者原理相同，但二者的根本目的、提取的特征、建立的模型不同，進而演化出不同的應用。
05
拓展延伸
語音識別技術在智能家居方面的主要應用 ：
1.語音控制 ：通過語音命令控制家居設備，如開關燈、調節溫度、播放音樂等。
2.語音提示 ：通過語音提示提醒用戶設備的狀態，如門鈴響起、溫度達到設定值等。
3.語音對話 ：通過語音對話實現與用戶的交互，如問答、語音游戲等。
4.智能助手 ：如Google Assistant、Amazon Alexa等，可以識別和理解用戶的語音指令，提供音樂播放、天氣查詢、日程提醒等服務。
5.家庭安防 ：通過語音識別技術，只有家庭成員的聲音被識別后才能觸發特定的操作，提高家庭安全性。
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拓展延伸
語音識別技術在智能家居方面的具體應用案例：
1.智能音箱 ：如Amazon Echo、Google Home等，可以通過語音指令控制其他智能設備，如燈光、溫控系統。
2.智能照明系統 ：如Philips Hue、Yeelight等，通過語音控制調節燈光亮度、色溫、顏色。
3.智能溫控系統 ：如海爾、美的、格力等品牌的智能空調與暖氣系統，通過語音指令控制室內溫度和風速。
4. 智能窗簾系統 ：如Lutron、Hunter Douglas等品牌的智能窗簾系統，通過語音控制窗簾的開合。
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拓展延伸
語音識別技術在智能家居方面的具體應用案例：
5.智能廚房電器 ：如智能咖啡機、電飯煲、烤箱等，通過語音控制啟動和設置烹飪模式。
6.智能清潔設備 ：如iRobot Roomba、小米掃地機器人等，通過語音指令啟動清潔任務。
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拓展延伸
語音識別技術在智能家居方面的未來發展趨勢：
隨著科技的不斷發展，智能家居的語音控制和人工智能技術將變得更加先進和普及。未來的智能家居系統將更加智能化，能夠更好地理解用戶的習慣和需求，提供更加個性化的服務。同時，安全性也將得到進一步提升，通過更先進的語音識別技術，確保只有授權的用戶才能控制設備，防止未經授權的訪問和操作。
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單元總結
活動日志 班級：XX 姓名：XX
任務名稱 語音識別項目應用——語音控制開關燈項目實現
任務環節 1口 2口 3口 4口（在對應環節畫V）
任務完成內容 實現語音控制開關燈項目
任務完成度 口口口口口口口口口(100%)
任務小結 問題與反思：項目做得不完善
改進的方法：多練習或者詢問老師和同學訣竅
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課堂總結
1
引入新知內容
語音識別項目應用——語音控制開關燈項目實現
2
學習語音識別技術項目應用
3
學會項目設計
4
完成課題練習
5
進行相關知識拓展
1
2
3
4
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板書設計
語音識別項目應用——語音控制開關燈項目實現
1.進行新知引入
2.學習語音識別技術項目應用
3.學會項目設計
4.完成課堂練習
5.進行知識拓展
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課后作業
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在本節課完成后，想一想，如何確保系統能夠準確識別不同用戶的語音指令？
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課后作業
02
請同學們在小組內討論一下，你對于語音識別技術項目應用，你還有哪些創意呢？
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