第一单元微项目2探秘机器智能的自动化运行-语音识别技术（教学课件）-2025-2026学年泰山版初中信息科技八年级下册

头脑风暴 声控护眼卫士:语音识别技术实战 预防近视仪的创意分享 灯光亮度调节 定时休息提醒 不良坐姿提醒 我们打算如何来控制这些酷炫的功能，让护眼卫士“听懂”我们说话呢？ 上课，同学们好。 上节课，我们围绕“预防近视仪”展开了热烈的创意分享，同学们涌现了许多富有创意的设计方案。 有的同学希望进行灯光亮度调节，保护视力；有的同学设计了定时休息提醒功能，非常贴心；还有同学想加入不良坐姿提醒...功能都非常强大。 但是，老师有一个问题：你们打算如何来控制这些酷炫的功能，让护眼卫士“听懂”我们说话呢？ 1 声控护眼卫士 ——语音识别技术实战 第一单元探究人工智能的智慧之源 微项目2探秘机器智能的自动化运行-语音识别技术 泰山出版社《信息科技》八年级下册 这就是我们今天要攻克的核心技术——语音识别技术。 2 课时3——声控护眼卫士:语音识别技术实战 学习目标 ●通过实验，理解语音识别的原理; ●了解语音识别在智能家居设计中的应用; ●能够利用语音识别技术设计应用解决问题。 找个同学读一下本节课的学习目标。 今天，我们将化身智慧魔法师，为我们的护眼护士赋予“听懂人话”的魔力。 3 感受语音识别的魔法 课时3——声控护眼卫士:语音识别技术实战 任务要求：打开“体验语音识别”程序，运行并体验程序。 魔法咒语就藏在openinnolab平台里。打开openinnolab平台，让我们一起感受语音识别的魔法。 找到语音识别模块中的录音并识别{}积木，并拖动到舞台中，这个积木可以帮电脑听到并识别声音 我们知道，护眼灯最基础的功能是什么？对，开关。所以，我们把咒语关键词设为“开灯”。这里使用到当识别到积木，当电脑听到“开灯”时，我们让它执行指令，用外观模块中的“说”积木来回应我们一句：“灯已开启！”。怎么启动程序呢？需要用到当小绿旗被点击积木。 这样开灯的小程序就完成了。 请大家打开电脑桌面上“声控护眼卫士”文件夹中的“体验语音识别”文件。点击小绿旗，对着麦克风清晰地说“开灯”，看看你的电脑能不能回应你！大家也可以尝试修改程序中的提示词。 师：成功了吗？太棒了！看，我们已经迈出了成功的第一步，电脑已经能对我们的指令做出反应了！但这只是打了个招呼，我们如何让它真的控制灯呢？ 4 揭秘语音识别的魔法原理 课时3——声控护眼卫士:语音识别技术实战 开灯 1.理解了“开灯”的含义？ 2.通过什么方式识别出我们的指令的？ 刚才我们成功地向电脑下达了“开灯”的指令，它也精准地做出了反应。但这是否意味着，它真的像我们人类一样，理解了“开灯”这两个字背后的含义呢？它究竟是通过什么方式识别出我们的指令的？接下来就让我们通过一个小实验来揭开这个谜底吧！ 5 揭秘语音识别的魔法原理 课时3——声控护眼卫士:语音识别技术实战 任务要求：打开“揭秘语音识别原理”程序，运行程序并完成实验记录表。 打开电脑桌面上“声控护眼卫士”文件夹中的“揭秘语音识别原理”小程序，找个同学解读下这个程序。 当识别到语音{"打开灯"}->说“指令一执行！” 当识别到语音{"亮灯"}->说“指令二执行！” 当识别到语音{"苹果"}->说“指令三执行！” 活学活用，理解得非常到位！请坐 6 揭秘语音识别的魔法原理 课时3——声控护眼卫士:语音识别技术实战 我对麦克风说 我期望它执行 电脑实际执行 我的分析和发现 例：打开灯 指令一 指令一 成功匹配 亮灯 请把灯打开 关灯 关闭灯光 变亮 调亮 电脑到底是怎么“听”的？ 它是不是真的理解了语言的含义？ 现在，实验开始！ 好，时间到！我看到很多同学脸上露出了恍然大悟的表情！请一位同学来分享一下你的实验记录。 大家的结果跟这位同学一致吗？ 现在，请同学们根据实验数据，小组讨论一下，然后告诉我你们的结论：电脑到底是怎么“听”的？它是不是真的理解了语言的含义？ 生：老师，我们发现它好像只认识我们写进去的那几个词，只要话里有这个词，它就有反应，没有就没反应。它不懂我们说话的意思。 总结得非常非常精彩！这就是我们今天通过实验发现的惊天大秘密！ 7 揭秘语音识别的魔法原理 课时3——声控护眼卫士:语音识别技术实战 打开灯 关灯 变亮 √ √ 请打开灯 执行“指令一” 太暗了，快点打开灯吧 执行“指令一” 把灯打开 不执行 电脑就像一个非常严格的“守门人”。这个守门人手里拿着一张我们给他的指令清单，清单上只写着预先设定好的关键词，“打开灯”、“关灯”、“变亮”。 他的工作超级简单：竖起耳朵听，只监听有没有清单上的词出现。一旦听到，二话不说，立刻执行清单背面写好的对应动作！ 所以，你说“请打开灯”，他听到了“打开灯”，执行指令一。你说“太暗了，快点打开灯吧”，他还是只听到“打开灯”，执行同样的动作。但如果你说“把灯打开”，守门人一看清单，没这个词，他就会假装没听见。 8 揭秘语音识别的魔法原理 课时3——声控护眼卫士:语音识别技术实战 IPO（输入-处理-输出）模型 输入0 处理0 输出0 麦克风接收声音 执行预设命令 声音→文本 文本与 预设关键词匹配 这个过程，就是一个典型的IPO“输入-处理-输出”模型。 输入：我们的声音（模拟信号）被麦克风接收。 处理：电脑通过算法将其转换成文本，并和我们预设的关键词进行匹配。 输出：如果匹配成功，就执行我们设定好的命令。 9 施展魔法，编程实现“声控护眼卫士” 课时3——声控护眼卫士:语音识别技术实战 用语音“开灯”、“关灯”控制护眼灯的开关。 增加语音指令（如“亮一点”、“暗一点”）来调节灯光亮度。 操作要求：打开“智能护眼卫士”程序，尝试编写程序，实现上述功能。 任务要求 掌握了语音识别的原理，现在就让我们大显身手，施展魔法，编程实现“声控护眼卫士” 我们的任务非常明确： 用语音“开灯”、“关灯”控制护眼灯的开关。 增加语音指令（如“亮一点”、“暗一点”）来调节灯光亮度。 打开“智能护眼卫士”程序，运行程序并完成实验记录表。 10 施展魔法，编程实现“声控护眼卫士” 课时3——声控护眼卫士:语音识别技术实战 【监听问题】：程序如何知道什么时候该“听”我们说话？ 1.用当绿旗被点击积木，将灯的初识状态设为“关灯”2.用事件模块中的“当按下”积木，作为开启麦克风的“开关”） 【执行问题】：如何真正地改变灯的状态？是切换造型、改变颜色，还是调节一个代表亮度的变量？ 温馨提示 老师还给了大家一点温馨小提示，请参考。 同学们，老师注意到很多小组在第一个【监听问题】上遇到了一个小挑战。不妨尝试使用两个触发积木。使用当绿旗被点击积木，程序回到“关灯”的初始状态；使用当按下某一个特定按键时，作为开启麦克风的“开关”。这样逻辑会更清晰哦！ 有的同学使用广播积木时遇到了问题，我们对角色添加了广播调暗的积木后，是谁接到指令需要调整亮度呢？是背景，所以要切换到背景，使用控制模块中的当接收到积木，当接收到调暗，则将亮度特效增加多少。 哪个小组愿意来分享一下本组的程序？好，这个小组举手非常积极！请你们来吧——在分享的时候，一边演示一边为大家解说一下你们的思路。好，开始……非常清晰！请大家3分钟时间，完善并测试你的程序。 11 施展魔法，编程实现“声控护眼卫士” 课时3——声控护眼卫士:语音识别技术实战 【挑战与发现——体验语音识别的“不完美”】 探究要求：各小组进行破坏性测试，观察并完成表格。 破坏方式 是否执行指令 1.用含糊、不清晰的发音下达指令。 2.在播放背景音乐或有环境噪音的情况下下达指令。 3.说一个与正确指令相近但不相同的词（如对着“开灯”指令说“开门”）。 4.你还想进行哪些测试？___________ 大家在测试时，有没有遇到偶尔‘不灵’的情况？或者觉得哪些情况下它可能会‘耳背’？”请各位同学进行破坏性测试，测试一下我们程序的‘弱点’，观察并记录： 找同学展示下你的结果。 12 施展魔法，编程实现“声控护眼卫士” 课时3——声控护眼卫士:语音识别技术实战 【挑战与发现——体验语音识别的“不完美”】 含糊发音/噪音干扰 影响了声音信号转换为文本的准确性（数据质量差） 指令相近 再次证明了电脑只是在做关键词匹配，它听到“开”字就以为要执行命令，完全不懂词语的含义（算法原理） 用户端策略: 吐字清晰、音量适中、选择安静环境 产品设计策略： 选用简洁、独特、差异大的关键词 设计二次确认机制（如识别后回复“您是说开灯吗？”） 技术策略 产品设计策略： 增加降噪算法、扩大语音数据库 通过刚才的挑战，我们亲身感受到了技术的不完美。思考，是什么原因导致了语音识别的不完美。 模糊发音/噪音干扰，影响了声音信号转换为文本的准确性（数据质量差） 指令相近，暴露了“关键词匹配”算法缺乏语义理解的局限性（算法原理） 那么我们如何提高语音识别的准确性呢？ 小组讨论与分享 同学们从用户端和产品设计维度提出了很多宝贵建议。后续随着我们进一步深入学习，还可以从技术层面持续优化，全面提升语音识别的准确率。 13 课时3——声控护眼卫士:语音识别技术实战 技术之光，照见未来 “同学们，今天我们亲手揭开了语音识别的神秘面纱，体验了它‘听得准’的喜悦，也分析了它‘听不准’的原因，并想出了优化的方法。我们不仅仅是在学习一项技术，更是在学习如何与机器对话，如何塑造未来的人机交互方式。” 那么，这项技术在我们的世界中究竟扮演着多么重要的角色呢？请大家观看一段短片 “正如我们所看到的，语音识别远不止是‘让灯亮起来’这么简单。它是连接现实与数字世界的桥梁，是推动社会迈向更加便捷、更加包容的未来的强大动力。” “今天，我们在这盏小小的护眼灯上播下了创新的种子。希望未来，你们能运用所学的知识和培养起的计算思维，去创造更多、更伟大的应用，真正地用技术温暖世界，让智能成就美好。” 14 课时3——声控护眼卫士:语音识别技术实战 课后作业 将程序进行完善，使得功能更加的丰富，并思考： 能否让护眼卫士不仅听得到，也能看的到，需要使用什么技术？ 15 $