資源簡介

《語音識別技術》教學設計
一、教學內容分析
《語音識別技術》是八年級下信息技術的第三單元，引導學生學習了解語音識別技術的過程以及原理，激發對信息技術的求知欲，并以此來加強對人工智能技術的了解。
信息時代，人工智能已經深入人們的日常生活，語音識別技術更是其中發展較為迅速且相對已經比較成熟的技術之一，本課從生活出發，談論體驗生活中的語音識別技術，實際體驗語音識別的每一個過程，最后再回歸生活中。通過親身體驗與理性構建相結合的方式，攻克重難點，為以后學習不斷發展的信息技術做好心理準備，逐步形成與社會發展相適應的價值觀和責任觀。
二、學習對象分析
思維方式：抽象思維開始日益占據主導地位，但依然依賴于具體的現象，思維的獨立性和批判性明顯發展，但容易產生片面性和表面性的特點；
學習經驗：在七年級的學習后，學生已經具備了一定的信息技術素養，對信息數字化，音頻數字化，圖象數字化，人工智能有了一定的了解，但對所學內容缺乏系統的提煉、重組和內化。
教學目標
1.結合生活中的實例了解語音識別技術的用處；
2.通過自主探究，結合前課內容，了解語音識別技術；
3.通過實際模擬，自主操作，小組討論，深入理解語音識別技術的過程。
教學重點：語音識別技術的基本過程
教學難點：特征提取、模式匹配、語言處理三個過程以及聲學模型和語言模型
四、教學流程
（一）自我介紹，導入新知
教學內容與活動 設計意圖
1.體驗導入活動 在我們的日常生活中語音識別技術有哪些應用？ （聲紋鎖，微信語音轉文字，siri,小愛同學…） 今天我們就來體驗一下其中的一種應用——語音轉文字（請同學上臺體驗） 上臺同學提問：你叫什么名字？老師今天第一次來到這里，如果請你當導游帶老師參觀一下，你會帶老師去哪里？為什么帶老師去這里？ 像這個應用就非常方便老師來快速記錄別人說出的信息，而同學們剛才提到的各種語音識別的應用，其實也能讓我們的生活更加便捷。 2.引出課程內容 在剛才體驗的過程中，同學們有沒有發現這個語音識別的過程有什么特點？ （速度有延遲，有些生僻詞比如名字翻譯可能出錯，同學們發出聲音時也可能導致識別出錯） 速度慢的原因是什么？ （因為語音要先被處理過保存下來） 3.聲音數字化過程 聽最終處理完后的語音音頻，有什么問題？(有噪音) 那我們應該其實還需要對聲音進行什么樣的處理？（降噪，去雜音） 4.信號預處理 通過提問來引出本節課的內容，聯系生活，關注生活中技術的使用。 通過親身體驗，實際感受語音識別技術的使用過程 回歸生活，語音識別技術使我們的生活更加便捷 通過剛才體驗的過程，引出語音識別技術的第一個過程 通過處理完后存在雜音的語音引出第二個過程
（二）合作探究，分享提升
教學內容與活動 設計意圖
任務一：自主探究 那么現在我們已經有了兩步過程了，但是這兩步過程跟我們的真正的識別過程關系還不大，那么接下來請同學們翻到課本第 55,56頁，給同學們幾分鐘時間，自主探究一下剩下的幾個過程分別是什么，并找出每個過程中的關鍵詞，知識鏈接的內容也要注意。 5.特征提取 剛才老師說你好，每個同學說你好，雖然說的是同一個詞語，但是聽起來都是不同的，那么計算機記錄下來的時候信息自然也是不同的，但是每個人說的既然是同一個詞語，那么這個詞語的發音特征一定是一樣的，那么特征提取就是在提取這個發音中的特征信息。 任務二：模式匹配 當提取出音頻中的特征聲音以后，就要進行模式匹配，模式匹配的過程看起來很復雜，但是不要緊，今天我們一起來體驗一下這個過程。 （由老師設計一個簡單的聲學模型，進行模式匹配） 匹配出的音素沒有音標，導致出現很多不同答案 在剛才匹配的過程中同學們有什么問題？（沒有音調） 那說明老師設計的聲學模型還存在漏洞，那今天請同學們來幫老師優化一下這個聲學模型。 優化的方式大概有兩種 最后加兩位 使用最后兩位00 任務三：語言處理 用優化過的聲學模型再來進行一次挑戰，翻譯出 nǐ zhēn cōng mīng，但是ming的音標是有問題的 但是同學們依舊得出了“你真聰明”，為什么？ 因為語境、語感等 量化一下，其實就是字與字，詞與詞之間組合的概率，就是語言模型 學生經過自主學習和簡單小組討論，對語音識別技術的整個過程有一個初步的了解，構建知識體系。 展示同學的結果 教師進行總結，并講解特征提取這一過程 當提取出音頻中的特征后，當同學們體驗模式匹配的過程。并思考其中的問題。 在體驗過程中發現問題 回顧以前學習過的二進制知識，由同學們自主嘗試優化這一個聲學模型 用同學們自主優化的聲學模型進行下一個語音識別，并發現問題 引出語言模型的概念
（三）回歸生活，自主創新
教學內容與活動 設計意圖
人工智能其實沒有我們想象的那么復雜，其他很多人工智能技術的過程其實跟語音識別技術的過程也很類似，其實人工智能看似很聰明，但其實也只是“勤能補拙”的極致體現，當進行數量足夠多的練習以后，每個人都可以成為最優秀的人 從語音識別技術來看人工智能技術，從人工智能技術回歸到同學們本身，激勵同學
（四）課堂小結
教學內容與活動 設計意圖
課堂小結 請同學用一句話總結一下語音識別技術的過程。 剛才優化過的聲學模型是不是依舊還存在問題？ 總結本節課內容，梳理知識架構，形成知識體系，引起同學們思考

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