資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第3.3課《語音識別項目應用——語音控制開關燈項目實現》教學設計
課題 語音識別項目應用——語音控制開關燈項目實現 單元 第三單元 學科 信息科技 年級 六年級
核心素養目標 信息意識：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。計算思維：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。數字化學習與創新：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。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。
教學重點 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。
教學難點 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。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 第3.3課 《語音識別項目應用——語音控制開關燈項目實現》1.板書課題：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! 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 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。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。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。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。2.播放視頻。 學習新知引入完成思考。觀看教學視頻。 用生活中的常見現象引入課堂。用提問的方式引入課題，增強課堂互動性。將學生的注意吸引到課堂。
新知講解：板書課題：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。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。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。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。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。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。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。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!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）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）。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。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。項目創意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 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。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。項目概述選好項目創意后，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。課堂活動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。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。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。二、項目實施計劃材料清單：任務分解及完成時長：關鍵問題及應對措施：項目實施 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。三、實踐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。項目日志/觀察筆記：四、拓展延伸語音識別與聲紋識別問：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 答：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。問：這么說，它們是兩種完全一樣的技術 答：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。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。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。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。 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。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。五、活動日志 活動目標 班級：XX姓名：XX活動名稱語音識別項目應用——語音控制開關燈項目實現活動環節1口 2口 3口 4口（在對應環節畫V）活動完成內容實現語音控制開關燈項目活動完成度口口口口口口口口口(100%)活動小結問題與反思：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 學習語音識別技術的基礎應用學習語音識別技術結合物聯網學習語音識別技術在不同場景的應用完成課堂活動。完成課堂活動。完成課堂活動。同學們進行實踐學習語音識別與聲紋識別完成活動日志記錄。 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培養協同能力，引導學生們在生活的不同場景中都能感受到其帶來的便利，加深對本課知識內容的理解和掌握。培養協同能力，引導學生們在生活的不同場景中都能感受到其帶來的便利，加深對本課知識內容的理解和掌握。進行課題練習，引導學生進行舉一反三和實際問題的解決，考查學生的知識學習落地能力。進行課題練習，引導學生進行舉一反三和實際問題的解決，考查學生的知識學習落地能力。進行課題練習，引導學生進行舉一反三和實際問題的解決，考查學生的知識學習落地能力。培養項目設計能力，引導學生們在生活中能規范使用項目日志，加深對本課知識內容的理解和掌握。通過拓展課外知識，加深對本課知識內容的理解和掌握。將本課學習情況進行總結。
課堂小結 語音識別項目應用——語音控制開關燈項目實現1、引入新知內容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 總結回顧 對本節課內容進行總結概括。
課后作業 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？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？ 布置作業 拓展學生的學習能力
課堂板書 觀看板書 強調教學重點內容。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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