《第 14 课 声音的智能生成 》 教学设计 -2026-2027学年人教版初中信息科技人工智能专册

该初中信息科技教学设计聚焦声音智能生成核心知识，通过听辨真人与AI音频、关联导航播报等生活案例导入，梳理波形合成、拼接合成、深度学习生成三阶段发展历程，拆解文本分析、声学模型、波形生成核心步骤，构建知识支架。 资料以“情境生活化+分层实操+伦理思辨”为特色，通过基础/进阶/拓展任务落实数字化学习与创新，结合声音克隆利弊案例培养信息社会责任，拆解技术步骤锻炼计算思维，助力学生提升技术应用与伦理意识，为教师提供完整素养落实路径。

第 14 课 声音的智能生成 科目 信息技术 教材 人教版 核心素养目标 信息意识：发现 AI 语音合成在生活中的应用，感知智能声音技术价值； 计算思维，拆解文本转语音的步骤，理解模型训练与波形生成逻辑； 数字化学习与创新，借助在线平台完成音频创作； 信息社会责任，懂得拒绝非法声音克隆，遵守 AI 使用伦理，树立数字安全意识。 教学重难点 教学重点：掌握 AI 智能生成声音的完整流程，学会设置语速、音色、情绪参数完成文本转语音。 教学难点：理解深度学习模型实现波形生成的内在原理；辩证看待声音克隆利弊，区分合理应用和滥用风险，把伦理规范落实到实际操作当中。 教学过程——主要思路 一、情境导入：听辨音频，开启本课主题 教师活动 教师依次播放两段音频，一段是真人朗读的课文片段，一段是 AI 工具生成的相同文本语音，向学生提出问题，让学生辨别哪一段是机器生成。随后展示生活案例：导航语音、地铁播报、智能客服、无障碍读书软件里的 AI 声音。接着提问学生，机器并不是真正开口说话，那 AI 到底依靠什么原理发出类似人的声音。顺势引出本节课课题《声音的智能生成》，出示本节课整体学习任务：知晓发展历程、理解核心原理、动手生成音频、恪守 AI 伦理规范。 学生活动 认真聆听两段音频，说出自己的判断结果；结合日常经历，列举生活当中听到过的机器合成声音；带着疑问进入新知学习，明确本节课要完成的学习内容。 设计意图 依靠听辨音频的方式抓住学生注意力，结合学生熟悉的日常场景拉近知识和生活之间的距离，调动学生探究好奇心，自然引出本节课学习内容，落实信息意识素养，让学生感知人工智能技术就在身边。 二、新知探究一：梳理声音智能生成的发展历程 教师活动 教师把声音生成技术划分成三个发展阶段，依次进行细致讲解。第一阶段：波形合成阶段，依靠数学函数绘制声波波形，只能生成简单单调的提示音效，音色机械生硬，只能完成简短词语播报；第二阶段：拼接式语音合成，提前录制大量单字、词语音频片段，机器根据文字内容，把对应的音频片段拼接在一起，虽然可以朗读长句，但是停顿生硬，没有感情；第三阶段：基于深度学习的 AI 智能生成，也就是现在普遍使用的技术，AI 学习海量真人语音数据，通过神经网络模型学习人类说话的语速、停顿、语气、情绪，最后生成流畅自然的人声音频。教师板书三个阶段的核心特点，对比呈现每一代技术的优点和局限，引导学生思考技术进步的核心条件是大数据和神经网络模型。 学生活动 学生认真聆听教师讲解，在笔记本上梳理三代语音技术的特点；小组之内相互交流讨论，说一说每一代技术存在的不足；总结得出，海量语音数据和深度学习模型是现代 AI 生成自然声音的关键条件。 设计意图 按照由旧到新的顺序讲解技术发展史，把复杂的技术发展过程进行拆解，降低理解难度，培养学生分解问题的习惯，锻炼计算思维，让学生明白技术进步的底层逻辑，摒弃 AI 技术凭空产生的错误认知。 三、新知探究二：剖析 AI 生成声音的三大核心步骤 教师活动 教师讲解现在主流 AI‑TTS 文本转语音技术，整体分为文本分析、声学模型运算、波形生成三个核心环节，分步展开教学。 第一步文本分析：AI 首先识别输入的文字，自动划分词语、句子，区分多音字，规划句子停顿位置、重音位置。比如输入句子 “春天来了，公园里百花盛开”，AI 会确定哪几个字重读，哪里进行短暂停顿；第二步声学模型运算：经过训练的神经网络模型，结合选定的音色、语速、情绪参数，生成梅尔频谱，确定音高、语调；第三步波形生成，声码器把频谱数据转化为声波波形文件，最后输出我们听到的声音。教师借助简化示意图，把抽象的频谱、波形转化为通俗易懂的内容，向学生解释：频谱就是机器眼里的声音，波形是我们耳朵听到的声音。教师继续抛出问题：如果我们更换音色、调整语速，改变的是哪一个环节。 学生活动 跟随教师讲解，理解三步流程的作用；结合示意图区分频谱和波形；思考教师提出的问题，得出调整音色会改变声学模型运算环节；小组内用自己的语言复述 AI 生成声音的全过程。 设计意图 将 AI 生成声音的复杂过程分解成三步，把抽象的神经网络、声波模型通俗化讲解，引导学生抽象建模，锻炼计算思维，突破本节课原理层面的难点，让学生知其然并且知其所以然。 四、实操任务：利用 AI 平台完成声音生成实践（分层任务） 教师活动 教师给学生提供安全合规的在线文本转语音平台，演示平台的操作步骤：第一步，在文本框输入自己准备的文字内容；第二步，选择说话人，平台提供青年男声、温柔女声、童声、方言音色；第三步，调整高级参数，设置语速快慢、音量高低、情感状态，例如平静、欢快、严肃；第四步点击生成按钮，试听音频，不满意可以修改参数重新生成；最后下载音频文件保存到电脑文件夹。教师布置分层任务：基础任务，输入一段课本中的文字，选择合适音色生成音频；进阶任务，分别用欢快和严肃两种情绪生成同一段文字音频，对比聆听效果；拓展任务，自主编写一段校园文明宣传标语，搭配适合的音色和情绪完成音频创作。教师巡视全班学生，针对操作出现问题的学生单独指导，提醒学生输入的内容要文明健康。同时提问学生，结合刚才设置参数的操作，对应之前学习的三个步骤，调整语速影响哪一部分。 学生活动 基础层学生认真模仿教师操作，输入课文内容完成音频生成；进阶学生对比不同情绪下音频效果；拓展学生自主创作校园标语音频；操作结束之后，小组互相播放自己生成的音频作品，交流参数调整带来的声音变化；回答教师问题，知道语速调整作用于声学模型环节。 设计意图 设置分层任务兼顾不同学习能力的学生，让全体学生动手实践 AI 工具，熟练掌握智能声音生成的操作方法，在自主创作当中落实数字化学习与创新素养，把理论知识转化为动手能力，完成本节课的教学重点内容。 五、深度研讨：辩证分析声音克隆技术的利与弊 教师活动 教师继续拓展知识，讲解高级 AI 声音克隆技术：使用者上传几十秒本人的说话音频，AI 模型就可以模仿这个人的音色朗读任意文字。教师展示两类案例：有利方面，给失去声音的残障人士克隆自己原来的声音；为历史人物生成语音，重现先辈讲话，用于历史学习；弊端案例，不法分子克隆亲人声音进行电信诈骗，伪造名人语音散播虚假谣言。组织学生分组讨论：AI 声音克隆技术该不该全面禁止，我们在使用 AI 生成声音时需要遵守哪些要求。教师汇总学生发言，总结得出：技术本身没有对错，合理使用可以造福社会，随意克隆他人声音、伪造语音属于违法行为；我们在使用 AI 工具时，不能冒用别人音色，不制作虚假语音，尊重他人声音肖像权，遵守网络相关法律。 学生活动 认真了解声音克隆技术，分组展开讨论，发表自己的看法；梳理 AI 声音技术的优势和隐患；总结 AI 使用准则：不盗用他人音色，不制作造谣音频，文明使用人工智能工具。 设计意图 通过正反案例让学生辩证看待人工智能技术，跳出只会操作软件的浅层学习，明白 AI 技术潜在风险，落实信息社会责任素养，树立正确数字伦理观念，攻克本节课的教学难点，实现立德树人的目标。 六、课堂拓展：了解 AI 更多声音创作形式 教师活动 教师进行内容拓展，现代 AI 不仅可以完成文本转人声，还可以实现更多声音智能生成。第一种，AI 生成背景音乐，输入提示词，AI 自动创作纯音乐；第二种，AI 配音唱歌，输入歌词和曲风，AI 模拟歌手音色演唱歌曲；第三种，环境音效生成，输入下雨、风声、喧闹的街道等文字，AI 生成对应的环境声音。教师介绍这些技术依旧依靠深度学习模型，原理和本节课学习的语音合成逻辑一致，只是训练时用到的音频素材发生变化。同时引导学生畅想未来，思考以后 AI 声音技术还能应用在哪些新场景当中。 学生活动 聆听拓展知识，拓宽自身眼界；积极畅想未来应用场景，例如虚拟老师讲课、动画角色配音、有声读物批量制作等；明白各类 AI 音频生成技术底层原理相通。 设计意图 拓宽课堂知识边界，把本节课原理迁移到更多 AI 音频应用当中，让学生学会知识迁移应用，进一步深化计算思维，启发学生创新思考，体会人工智能广阔的发展前景。 七、课堂总结，梳理知识框架 教师活动 教师带领学生整体回顾本节课全部内容：首先我们体验 AI 生成的声音，了解波形合成、拼接合成、深度学习生成三个发展阶段；学习文本分析‑声学模型‑波形生成三步核心原理；动手实践文本转语音，调整音色语速创作音频；最后理性看待声音克隆，恪守 AI 伦理。教师再次进行总结：大数据和深度学习让机器学会说话，技术是一把双刃剑，既要学会使用智能工具提升自己，也要守住法律和道德底线，做负责任的数字时代青少年。 学生活动 跟随教师回顾本节课全部知识点，梳理本节课知识框架；反思自己本节课的收获；牢记 AI 工具的使用准则。 设计意图 整体复盘课堂内容，把零散知识点构建成完整知识体系，再次巩固重难点，把四维核心素养进行综合落地，升华课堂主题，完成本节课育人目标。 八、课后作业布置 教师活动 布置课后任务：基础作业，回家利用合规 AI 工具，给自己的作文生成一段朗读音频；选做任务，查阅资料，了解 VITS 声音模型相关基础知识；实践思考作业，写下 2‑3 条 AI 语音生成技术未来发展的注意事项。提醒学生作业过程中不随意使用声音克隆功能。 学生活动 记录课后作业内容，课后自主完成任务，继续探索 AI 声音技术。 设计意图 课下延续数字化实践，做到课堂学习和课后实践结合，加深学生对于本节课知识的理解，持续培养学生自主探究和独立思考的能力。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $