第三单元《探索3 机器的“听”与“说” 》导学案—2026-2027学年苏科版信息技术九年级全一册

该初中信息科技导学案围绕机器“听”与“说”展开，核心知识点为语音识别、语音合成的原理流程及校园应用。通过课前观察校园与生活语音设备，课中对比传统与智能设备，搭建从生活感知到技术原理的学习支架。 特色是以核心素养为导向，课前任务培养信息意识，课中拆解技术流程锻炼计算思维，实操体验与方案设计提升数字化学习与创新，辩证分析落实信息社会责任，注重理论实践结合，助力学生全面发展。

初中信息“导·学·练”课堂导学案 年级 科目 信息 周次 设计者 序号 班级 主题与课时 探索3 机器的“听”与“说” 课型 新授 审核人 学校审核 姓名 课标要求 依据初中信息科技课程标准，本课要求学生了解人工智能语音交互的核心原理，知晓语音识别、语音合成的基本流程与应用场景。能结合智慧校园场景，分析机器“听”与“说”的技术逻辑，初步体验语音交互工具的使用。树立人工智能技术规范应用意识，能辩证看待语音技术的优势与潜在问题，提升数字化场景应用与创新能力。 学习目标 信息意识：主动发现校园语音交互智能设备，感知语音技术的应用价值。 计算思维：拆解语音识别、合成的技术步骤，理解机器语音转化的逻辑规律。 数字化学习与创新：借助数字化工具体验语音交互，尝试设计校园语音智能应用方案。 信息社会责任：正视语音技术的隐私、安全隐患，养成合法、规范、文明使用AI语音技术的习惯。 重难点 教学重点：掌握语音识别、语音合成的基本概念与工作流程，熟悉机器“听”与“说”在智慧校园中的典型应用。 教学难点：理解机器语音信号数字化转换、特征提取的抽象技术原理，能结合校园实际场景，合理运用语音交互技术设计简易智能方案，辩证分析技术应用的利弊与规范要求。 学习过程 （一）课前预习案 预习目标：提前感知机器语音交互技术，梳理生活与校园中的AI语音应用，初步了解语音识别、语音合成的基础概念，为课堂深度探究做好铺垫，培养自主预习与信息搜集梳理能力。 预习任务一：生活观察与场景搜集 人工智能早已融入日常学习与生活，机器的“听”与“说”是最常见的AI感知技术。请结合自身经历，认真观察生活、校园内可以实现语音交互的智能设备，独立完成以下问题，如实记录观察结果。 1. 请列举3种你在校园中见过的、具备“听”或“说”功能的智能设备，简要写出设备名称和具体功能。 2. 请列举3种生活中常见的AI语音交互产品，说说它们分别能实现哪些人机语音互动操作。 3. 简单思考：人类依靠耳朵听、嘴巴说，机器没有五官，为什么也能听懂人声、发出人声？写下你的初步猜想。 预习任务二：基础概念自主认知 自主查阅教材、正规网络学习平台资料，初步认知本课两个核心技术概念，结合理解完成填空与简答，夯实预习基础。 1. 机器的“听”对应的人工智能技术是__________，核心作用是将人类的语音转化为__________。 2. 机器的“说”对应的人工智能技术是__________，核心作用是将__________转化为自然的人类语音。 3. 简要区分：语音识别和语音合成的核心区别是什么？分别对应机器的哪种行为？ 预习任务三：预习疑问梳理 通过自主观察、资料查阅和概念学习，你在预习过程中遇到了哪些困惑？请逐条记录下来，课堂上针对性参与探究、提问解惑。 1. 我不理解的技术知识点： 2. 我想要深入探究的应用问题： 3. 我发现的新技术疑问： （二）课中探究案 课堂学习目标：深度掌握语音识别、语音合成的工作原理与完整流程，结合智慧校园场景开展实操体验与方案设计，辩证分析AI语音技术的应用价值与潜在风险，落实四维核心素养培养。 探究活动一：情境导入，感知机器语音交互（课堂初探） 校园智慧化建设中，语音交互技术随处可见：校园智能广播、语音门禁、智能答疑机器人、语音打卡设备等，这些设备都具备机器“听”与“说”的能力，让校园生活更加便捷高效。结合课前预习成果，开展小组交流探究，完成以下问题研讨。 1. 小组汇总：小组成员课前搜集的校园语音智能设备，筛选出最具代表性的3个设备，统一梳理其应用场景和实用价值。 2. 对比分析：传统校园设备（普通广播、手动门禁、人工答疑）和智能语音设备相比，存在哪些不足？语音交互技术带来了哪些改进？ 3. 归纳总结：结合生活和校园场景，说一说机器“听”与“说”的核心优势是什么？为什么人工智能场景普遍应用语音交互技术？ 小组研讨后，每位同学独立整理研讨结论，形成个人初步认知，为后续技术原理探究奠定基础。通过情境探究，打破学生对AI语音技术的陌生感，建立“技术服务生活、赋能校园”的认知，提升信息意识。 探究活动二：拆解原理，解密机器的“听”（语音识别技术探究） 机器能够听懂人类语言，核心依托语音识别技术，这是机器感知外界语音信息的核心能力，也是人工智能听觉系统的核心。本节课重点拆解语音识别的完整工作流程，理解机器“听懂声音”的底层逻辑，培养计算思维。 语音识别并非简单的“听到声音”，而是一套完整的数字化处理、分析、转化过程，完整流程分为四个核心步骤：声音采集→信号数字化→特征提取→文本输出。结合教材知识点，完成以下探究问题。 1. 概念填空：语音识别是将模拟语音信号转化为__________的技术，是机器“聆听、理解”人类语言的核心支撑。 2. 流程拆解：简要阐述语音识别四个核心步骤的具体作用。 声音采集：________________________________________ 信号数字化：________________________________________ 特征提取：________________________________________ 文本输出：________________________________________ 3. 深度思考：为什么机器无法百分百精准识别所有人的语音？结合生活体验，分析影响语音识别准确率的3个因素。 4. 校园应用分析：校园语音打卡、语音查询成绩设备，是如何运用语音识别技术实现功能的？简要说明其工作逻辑。 在自主思考完成后，小组内部交流答案，互相纠错、补充完善。教师结合学生探究成果，精讲语音识别的抽象原理，帮助学生突破难点，理解机器听觉与人类听觉的本质区别：人类依靠听觉感官感知语义，机器依靠数据运算、特征匹配识别语音。 探究活动三：深挖逻辑，揭秘机器的“说”（语音合成技术探究） 机器不仅能听懂语音，还能自主发出流畅的人声，这一能力依托语音合成技术实现，是机器对外输出信息、与人交互的重要方式。如果说语音识别是“输入、理解”，语音合成就是“输出、表达”，二者相辅相成，构成完整的人机语音交互体系。请结合教材内容，完成系列探究任务。 1. 概念辨析：语音合成的核心原理是将__________转化为自然流畅的模拟语音信号，实现机器的发声功能。 2. 流程梳理：语音合成的工作流程分为文本预处理、语音参数生成、语音波形输出三个步骤，请简要说明每个步骤的核心工作。 文本预处理：________________________________________ 语音参数生成：________________________________________ 语音波形输出：________________________________________ 3. 对比探究：结合语音识别和语音合成的原理，完成下表对比总结。 技术类型 核心功能 信号转化方向 对应机器行为 语音识别 语音合成 4. 场景拓展：校园智能广播、AI校园解说机器人、语音提醒设备，分别运用了语音合成的哪些功能？这些设备为校园生活带来了哪些便利？ 学生独立完成表格填写与问题探究后，小组互评答案，梳理核心知识点。教师针对易错点精讲，区分两种核心技术的逻辑差异，帮助学生构建完整的机器语音交互知识体系，锻炼逻辑拆解与归纳总结的计算思维。 探究活动四：实操体验，落地智慧校园应用（数字化实践探究） 理论学习的最终目的是实践应用。结合本课所学知识，依托数字化语音交互工具，开展实操体验，结合校园场景设计简易智能方案，提升数字化学习与创新能力。 1. 实操体验任务：借助在线语音识别、语音合成工具，完成两项实操操作。一是录制一段校园文明倡议语音，通过语音识别工具转化为文字，检验识别准确率；二是输入一段校园通知文字，通过语音合成工具生成标准语音，聆听播放效果。 2. 实操记录：简要记录你的操作过程，写出语音识别的准确率、语音合成的音质效果，说说操作中遇到的问题及解决方法。 3. 创新设计任务：结合本校校园生活痛点，运用机器“听”与“说”的技术，设计一款简易的校园语音智能设备方案，完成方案填写。方案需包含设备名称、应用场景、核心功能、用到的AI技术、校园应用价值五个部分。 4. 小组展示：每组推选1-2份优秀设计方案，全班展示交流，互评方案的可行性、创新性、实用性，取长补短，完善个人设计。 本环节通过实操与创新设计，让学生从理论走向实践，熟练掌握语音交互技术的应用方法，主动运用数字化工具解决校园实际问题，有效提升数字化学习与创新核心素养。 探究活动五：辩证思考，树立信息社会责任（素养升华探究） AI语音技术为校园和生活带来极大便利，但任何技术都存在两面性，语音交互技术在应用中也存在隐私泄露、技术漏洞、滥用误用等问题。结合生活案例，开展深度思辨探究，树立正确的信息社会责任。 1. 风险探究：结合实例分析，AI语音交互技术在校园应用中，可能存在哪些安全隐患和隐私问题？（至少写出2点） 2. 规范思考：作为中学生，我们在使用校园语音智能设备、各类AI语音工具时，应该遵守哪些使用规范？如何合法、文明、安全地使用语音AI技术？ 3. 未来展望：结合本课所学，说说未来智慧校园中，机器“听”与“说”的技术还可以拓展哪些新的应用场景，助力校园智能化发展？ 学生独立思考后，开展全班思辨交流，教师引导学生辩证看待人工智能技术，明确技术是双刃剑，既要善用技术赋能学习生活，也要坚守信息安全底线，遵守网络与信息技术使用规范，落实信息社会责任素养。 课堂小结与巩固 课堂最后，学生自主梳理本课核心知识点，构建知识框架：明确机器“听”=语音识别、机器“说”=语音合成，熟练掌握两种技术的原理、流程、区别与校园应用，牢记AI语音技术的使用规范与安全准则，完成课堂知识内化。同时整理课堂疑问，彻底扫清知识盲点。 板书设计 探索3 机器的“听”与“说” 一、核心技术 1. 机器的听→语音识别：语音（模拟信号）→文字（数字信息） 流程：声音采集→数字化→特征提取→文本输出 2. 机器的说→语音合成：文字（数字信息）→语音（模拟信号） 流程：文本预处理→参数生成→波形输出 二、校园应用 语音打卡、智能广播、语音答疑、门禁交互 三、素养准则 善用技术、辩证看待、保护隐私、规范使用 参考答案 （一）课前预习案答案 预习任务一 1. 校园智能设备示例：校园语音广播、智能语音门禁、AI校园答疑机器人、语音打卡机、教室语音灯光控制器。 2. 生活语音产品示例：手机语音助手、智能音箱、语音导航、语音输入法、智能客服机器人。 3. 初步猜想示例：机器通过特殊传感器捕捉声音，通过程序和数据处理分析声音内容，从而听懂语音、模拟发出人声。 预习任务二 1. 语音识别、文字信息 2. 语音合成、文字信息 3. 核心区别：语音识别是机器“听懂”人声，将语音转为文字；语音合成是机器“说出”人声，将文字转为语音。前者是听觉输入，后者是发声输出。 （二）课中探究案答案 探究活动一 2. 传统设备不足：操作繁琐、智能化程度低、需要人工值守、交互性差；语音技术改进：无需手动操作、智能交互、高效便捷、节省人力、适配校园智能化管理。 3. 核心优势：人机交互更自然、操作简单便捷、适配多场景、智能化程度高，降低操作门槛，提升学习生活与校园管理效率。 探究活动二 1. 文字信息（数字文本） 2. 声音采集：通过麦克风等设备捕捉外界人类语音模拟信号；信号数字化：将连续的模拟声音信号转化为计算机可识别的离散数字信号；特征提取：筛选语音中的音色、音调、语速等核心特征数据；文本输出：匹配特征数据库，将语音转化为对应文字。 3. 影响因素：环境噪音干扰、说话人口音差异、语速快慢、音量大小、生僻词汇、多人说话重叠等。 4. 工作逻辑：设备麦克风采集学生语音信息，通过语音识别技术将语音转化为文字，系统匹配学生信息、打卡指令或成绩查询指令，完成对应操作。 探究活动三 1. 文字信息（数字文本） 2. 文本预处理：整理文字内容，修正错别字、划分语句、标注停顿与语调；语音参数生成：根据文字内容生成对应的音调、语速、音色等语音参数；语音波形输出：将参数转化为模拟语音波形，通过扬声器播放人声。 3. 表格答案： 语音识别：听懂人类语音、模拟信号转数字文本、机器“听” 语音合成：生成模拟人声、数字文本转模拟信号、机器“说” 4. 应用价值：智能广播实现语音播报通知、校园解说机器人语音讲解校园文化、语音提醒设备定时播报作息提醒，简化校园管理流程，服务师生日常校园生活。 探究活动四 3. 设计方案参考：设备名称：校园语音失物招领机器人；应用场景：校园失物招领处；核心功能：语音查询失物、语音登记失物、语音播报招领信息；用到技术：语音识别、语音合成；应用价值：便捷师生查询、登记失物，提升失物找回效率，优化校园服务。 探究活动五 1. 安全隐患：语音信息被窃取、人声被伪造滥用、语音数据泄露个人隐私、设备识别错误引发管理漏洞。 2. 使用规范：文明使用语音交互设备，不恶意测试、不随意录入不良语音；保护个人语音信息，不泄露个人语音数据；规范操作设备，遵守校园智能设备使用规则。 3. 未来应用：语音智能自习室管控、语音校园导航、语音作业答疑、语音校园报修、智能语音考勤等。 ( 1 / 3 ) 目标领航 任务驱动 评价镶嵌 赢在课堂 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $