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第3.3课《语音识别项目应用——语音控制开关灯项目实现》教学设计
课题 语音识别项目应用——语音控制开关灯项目实现 单元 第三单元 学科 信息科技 年级 六年级
核心素养目标 信息意识：学习通过辨认语音信息控制设备，在这基础上，还可以给它增加很多拓展的功能。计算思维：能够了解语音识别技术结合物联网，语音识别技术在不同场景的应用和其项目的实现。数字化学习与创新：利用语音识别进行项目设计，注意需解决的问题，了解相关的技术及知识，每个人都能设计出具有个性特色的作品。信息社会责任：理解并尊重同学的隐私，学会安全地收集和处理敏感数据（如项目设计），避免不当分享。
教学重点 能够了解语音识别技术结合物联网，语音识别技术在不同场景的应用和其项目的实现。
教学难点 利用语音识别进行项目设计，注意需解决的问题，了解相关的技术及知识，每个人都能设计出具有个性特色的作品。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 第3.3课 《语音识别项目应用——语音控制开关灯项目实现》1.板书课题：让机器能听懂人类的语言表达是机器智能的重要体现。语音识别技术的广泛使用，不仅能让机器把语音信息输出为文字，通过辨认语音信息控制设备，在这基础上，还可以给它增加很多拓展的功能本节课，让我们一起来了解一下吧! 思考：同学们，你们能说出语音识别技术在生活中都有哪些拓展应用吗 当然可以！语音识别技术在生活中有很多拓展应用，以下是一些常见的例子：1. 智能助手：如苹果的Siri、谷歌助手、亚马逊的Alexa等，用户可以通过语音指令来查询信息、设置提醒、播放音乐等。2. 语音输入：在手机、电脑等设备上，用户可以通过语音输入文本，方便快捷，尤其适合打字不便的人群。3. 智能家居控制：通过语音控制智能家居设备，如灯光、空调、电视等，提升了生活的便利性。4. 车载语音系统：许多现代汽车配备了语音识别系统，驾驶者可以通过语音进行导航、拨打电话、播放音乐等操作，减少驾驶时的分心。5. 客服系统：许多企业使用语音识别技术来处理客户电话，通过自动语音应答系统提供服务，提升客户体验。6. 医疗领域：医生可以通过语音识别技术快速记录病历、开处方，提高工作效率。7. 教育应用：语音识别技术可以用于语言学习、口语练习等，帮助学生提高语言能力。8. 无障碍技术：为视力障碍人士提供语音识别服务，帮助他们更方便地使用电子设备。9. 翻译应用：一些翻译软件利用语音识别技术实现实时语音翻译，方便跨语言交流。这些应用展示了语音识别技术在各个领域的广泛潜力和便利性。2.播放视频。 学习新知引入完成思考。观看教学视频。 用生活中的常见现象引入课堂。用提问的方式引入课题，增强课堂互动性。将学生的注意吸引到课堂。
新知讲解：板书课题：语音识别技术项目应用让机器像人一样听懂语音信息，是机器智能的一大进步。语音识别技术的基础应用主要分为识别语音信息输出文字和识别语音信息控制设备运行，如图 3.3.1 所示。语音识别技术的功能仍在不断进步和发展，它与不同应用场景、不同设备甚至其他各项智能技术相结合，形成了更强大的综合型智能应用体系。语音识别技术结合物联网 众所周知，智能家居环境充分利用了物联网技术，使家居环境中所有电器设备都能被集中控制，如图3.3.2所示。而语音识别技术，作为控制设备的触发条件，使智能家居的控制摆脱了固定的遥控设备、距离等因素的影响。语音识别技术在不同场景的应用语音识别技术可以识别语音内容输出文字。在采访、记录过程中，常常需要记录较长篇幅的内容，此时可利用语音识别技术进行长文识别，轻松地完成记录;在语言学习过程中，也可利用语音识别，对口语进行正误判断，培养良好发音习惯，如图 3.3.3 所示。语音识别技术可识别语音指令控制设备。在不同场景，此功能可结合物联网等技术，发挥出更强大的功能。例如，在车载系统中，只需发出语音指令，便可播放音乐、接听电话、调试音量、设置导航等;在盲人社区，可增加语音识别公共设备，使社区人员更方便为盲人群体提供帮助。项目实现在智能家居环境中，语音控制成为最流行和便捷的家居管理方式。下面以“语音控制 AIoT 板开、关灯”为例，来了解具体的项目实现过程吧!模拟智能家居语音控制灯的开关的场景:进入家门后，只要说“开灯”，灯就会打开要离开房屋的时候，说“关灯”，灯就会关闭，具体思路如图 3.3.4 所示。打开编程软件，编程实现对应的功能。找到语音识别相关的模块指令，在这里，需借助“百度智能云”平台的数据资源，语音控制 AIoT 板开关程序，如图 3.3.5 所示。课堂活动请同学们打开编程软件，借助智能语音云平台，使用语音识别技术，控制 AIoT 板上的RGB 灯的开和关吧!步骤一：准备工作1. 硬件准备： - AIOT开发板（如树莓派、Arduino等） - RGB LED灯 - 连接线2. 软件准备： - 编程软件（如Arduino IDE、Python等） - 智能语音云平台的API（如百度语音识别、Google语音识别等）步骤二：连接RGB灯步骤三：运行程序1. 将代码复制到你的编程软件中。2. 确保所有硬件连接正确。3. 运行程序，使用麦克风说出命令（如“打开红色灯”、“关闭灯”等）。注意事项：- 确保你的开发板和RGB灯的电源连接正常。- 根据你使用的语音识别API，可能需要安装相应的库并进行配置。- 调整代码中的引脚号以匹配你的硬件连接。二、项目设计在已学习过的语音识别的项目应用的基础上，仍可迸发出更多有趣、实用或是更智能的项目应用。多留意生活中的细节，注意需解决的问题，了解相关的技术及知识，每个人都能设计出具有个性特色的作品。项目创意由前面所学的知识可知，语音识别技术可以应用在智能家居环境中，那么语音控制 AIoT 板开关灯是否完全符合智能家居实际场景呢 如图 3.3.6 所示，我们能否模拟同一个房间中包含不同的灯具的场景，使用语音控制同一个 AIoT 板上不同的灯珠呢 又或是模拟不同房间的灯具，使用语音控制不同AIoT 板的灯呢 创意来源于生活。语音识别技术能否完全控制车辆的行动 语音识别技术能否在采访时发挥更大的价值 语音识别技术能否在公共场合解决其他问题呢 在不断涌现的创意中，原有的作品也能得到不断完善，或是产生全新的更具有特色的作品。课堂活动请同学们展开思考，语音识别技术在不同的场景下，可以有什么创新的用法。与同学们展开讨论，最后确定一个项目创意，填写在表3.3.1中。项目概述选好项目创意后，针对此创意，对其进行概述总结，包括使用场景、功能介绍等，制订详细的分析计划，包括所需材料、任务分解和分工、风险预估等，如表 3.3.2 所示。课堂活动请同学们与组员展开讨论，并在计算机中建立一个项目计划文档，做好项目的概述以及实施计划，完成后，向老师求证项目的可行性，如图 3.3.7所示。一、项目概述项目主题：智能家居控制系统项目背景：随着物联网技术的发展，智能家居逐渐成为现代家庭的重要组成部分。用户希望能够通过集中控制来管理家中的设备，提高生活质量和便利性。项目目标：开发一个智能家居控制系统，使用户能够通过手机应用或语音助手方便地控制家中的各种设备（如灯光、空调、安防系统等），提升居住的舒适性和安全性。主要功能：1. 设备控制：支持对灯光、空调、电视等设备的远程控制。2. 安全监控：实时监控家中安全状况，支持视频监控和报警功能。3. 场景设置：用户可以自定义场景模式（如“离家模式”、“回家模式”等）。4. 语音控制：支持与主流语音助手（如Alexa、Google Assistant等）集成。5. 数据分析：收集用户使用数据，提供智能建议。二、项目实施计划材料清单：任务分解及完成时长：关键问题及应对措施：项目实施 前期规划完成后，就可以开始动手实施了。按照计划中的分工与步骤，有序进行项目的工作开展，例如准备物料、编程、作品搭建、测试、反思等。三、实践项目实施过程较长或是比较分散，为更好地推进项目，随时查找问题所在并及时沟通解决，可通过项目日志、观察笔记等记录的方式来辅助解决问题。请同学们在项目实施过程中，认真做好记录，及时解决问题，并填写到表3.3.3中。项目日志/观察笔记：四、拓展延伸语音识别与声纹识别问：在思考项目创意时，如果想利用语音识别技术进行个人信息安全方面的应用，不知道是否可行呢 答：恐怕不行。不过有一种识别技术跟语音识别技术类似，叫作声纹识别，可以提取声纹特征，进而识别说话人的身份。问：这么说，它们是两种完全一样的技术 答：两者在基础原理上的确有相通性，都是通过对采集到的语音信号进行分析和处理，提取相应的特征或建立相应的模型，然后根据不同的目标做出不同的判断。原来如此，两者原理相同，但二者的根本目的、提取的特征、建立的模型不同，进而演化出不同的应用。语音识别技术在智能家居方面的主要应用 ： 1.语音控制 ：通过语音命令控制家居设备，如开关灯、调节温度、播放音乐等。 2.语音提示 ：通过语音提示提醒用户设备的状态，如门铃响起、温度达到设定值等。 3.语音对话 ：通过语音对话实现与用户的交互，如问答、语音游戏等。 4.智能助手 ：如Google Assistant、Amazon Alexa等，可以识别和理解用户的语音指令，提供音乐播放、天气查询、日程提醒等服务。 5.家庭安防 ：通过语音识别技术，只有家庭成员的声音被识别后才能触发特定的操作，提高家庭安全性。语音识别技术在智能家居方面的具体应用案例： 1.智能音箱 ：如Amazon Echo、Google Home等，可以通过语音指令控制其他智能设备，如灯光、温控系统。 2.智能照明系统 ：如Philips Hue、Yeelight等，通过语音控制调节灯光亮度、色温、颜色。 3.智能温控系统 ：如海尔、美的、格力等品牌的智能空调与暖气系统，通过语音指令控制室内温度和风速。4. 智能窗帘系统 ：如Lutron、Hunter Douglas等品牌的智能窗帘系统，通过语音控制窗帘的开合。 5.智能厨房电器 ：如智能咖啡机、电饭煲、烤箱等，通过语音控制启动和设置烹饪模式。 6.智能清洁设备 ：如iRobot Roomba、小米扫地机器人等，通过语音指令启动清洁任务。语音识别技术在智能家居方面的未来发展趋势： 随着科技的不断发展，智能家居的语音控制和人工智能技术将变得更加先进和普及。未来的智能家居系统将更加智能化，能够更好地理解用户的习惯和需求，提供更加个性化的服务。同时，安全性也将得到进一步提升，通过更先进的语音识别技术，确保只有授权的用户才能控制设备，防止未经授权的访问和操作。五、活动日志 活动目标 班级：XX姓名：XX活动名称语音识别项目应用——语音控制开关灯项目实现活动环节1口 2口 3口 4口（在对应环节画V）活动完成内容实现语音控制开关灯项目活动完成度口口口口口口口口口(100%)活动小结问题与反思：项目做得不完善改进的方法：多练习或者询问老师和同学诀窍 学习语音识别技术的基础应用学习语音识别技术结合物联网学习语音识别技术在不同场景的应用完成课堂活动。完成课堂活动。完成课堂活动。同学们进行实践学习语音识别与声纹识别完成活动日志记录。 主要分为识别语音信息输出文字和识别语音信息控制设备运行培养协同能力，引导学生们在生活的不同场景中都能感受到其带来的便利，加深对本课知识内容的理解和掌握。培养协同能力，引导学生们在生活的不同场景中都能感受到其带来的便利，加深对本课知识内容的理解和掌握。进行课题练习，引导学生进行举一反三和实际问题的解决，考查学生的知识学习落地能力。进行课题练习，引导学生进行举一反三和实际问题的解决，考查学生的知识学习落地能力。进行课题练习，引导学生进行举一反三和实际问题的解决，考查学生的知识学习落地能力。培养项目设计能力，引导学生们在生活中能规范使用项目日志，加深对本课知识内容的理解和掌握。通过拓展课外知识，加深对本课知识内容的理解和掌握。将本课学习情况进行总结。
课堂小结 语音识别项目应用——语音控制开关灯项目实现1、引入新知内容2、学习语音识别技术项目应用3、学会项目设计4、完成课题练习5、进行相关知识拓展 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 在本节课完成后，想一想，如何确保系统能够准确识别不同用户的语音指令？请同学们在小组内讨论一下，你对于语音识别技术项目应用，你还有哪些创意呢？ 布置作业 拓展学生的学习能力
课堂板书 观看板书 强调教学重点内容。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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