温州信息科技单元设计㊸｜八下第三单元《人工智能基础—梧悦书坊AI智能升级》

温州信息科技单元教学设计

温州市瓯海区梧田第一中学

陈俐俐

一级教师，瓯海区学科骨干教师，撰写新型教学空间案例省级入选，论文曾获市一等奖，曾指导学生参加科技节比赛获省市区一二三等奖。

PART ONE

单元讲解视频

PART TWO

单元整体教学设计

一

单元基本信息

单元主题名称：《梧悦书坊 AI 智能升级》

单元设计课时：5课时

二

单元教材分析

本单元通过“书坊AI智能升级”项目学习中学生头脑风暴提出各种解决问题，借助教师提供的学习支架展开小组协作式的真实项目实践活动，引导学生对日常生活中具体问题的分析，初步学习掌握人工智能发展历程，感受人工智能对生活的影响，理解语音识别、语音合成、图像识别等人工智能技术，初步尝试运用人工智能技术创新地解决日常生活中的实际问题，了解人工智能伦理并遵守正确使用的社会责任。

三

单元主题学情

本单元的授课对象为八年级学生，正处于形式运算阶段，已具备假设—演绎、抽象、推理思维，可以自我进行知识的构建；学生的好奇心比较强，特别在意同伴的评价。

学生对文字识别、人脸识别、语音识别、语音合成、自然语言处理等内容有了基本了解与体验，已初步认识人工智能并感受人工智能在生活中的应用，为理解人工智能技术定义及价值奠定了基础。

学生对学校书坊日常有一定的实践与体验，书坊运作的流程基本清晰；学生已有一定的 python 等基本的程序设计基础。

四

单元学习目标

（一）目标

1.通过形式多样人工智能场景体验活动，了解人工智能概念、发展历程、应用分类及相关技术。

2.通过“书房 AI 智能升级”应用项目实践，掌握语音识别、语音合成、图像识别技术概念及原理，学会正确合理使用人工智能。

3.通过开源硬件与人工智能技术项目实践，锻炼学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，体会用人工智能技术解决问题的思想与方法。

（二）核心素养指向

1.通过借助微视频、学习单等学习支架，了解人工智能相关技术的概念、原理、应用，体会人工智能技术对人类生活方式影响，培养数字化学习创新能力。

2.通过在人工智能技术理解、运用与创造学习实践中，提高观察能力、分析能力、知识迁移能力，有效培养学生计算思维能力。

3.通过对校园书坊的 AI 智能升级改造，树立合理使用人工智能技术的正确意识，培养信息社会责任感。

五

单元教学活动

（一）驱动性问题

“梧悦书坊”是学校新打造的开放性阅读空间之一，融休闲、阅读、购书与一体。午饭后的梧悦书坊是人潮聚集的高峰期，店员最忙碌最劳累的时刻，同学们总要排着长长 S 型队伍等待下单、支付。如何缓解店员压力，缩短高峰期内消费者的排队时间？如何快速下单、完成支付？如何让师生享受更智能愉悦的书坊智能服务体验？同学们提出了是不是可以结合课堂所学的人工智能方面的知识对“梧悦书坊”做 AI 智能升级改造，使得我们的生活变得更便利，让技术真正服务于我们的生活。

（二）项目整体设计

根据项目实施的需要，我们将”梧悦书坊 AI 智能升级 ”项目分为确定项目、语音识别、语音合成、图像识别、调试展示这5个课时学习，根据实际问题驱动对应技术的原理与实践，借用微项目让学生深入了解语音识别、语音合成、图像识别技术的内容。

（三）单元学习支架

为支持学生持续性的学习过程，我们为学生提供了项目方案设计、实施日志、微视频、课程素材、技术帮助文档、课外拓展学习资源等。

项目导学单：

（四）单元学习评价

围绕各阶段核心活动实施情况、项目过程中学习态度、项目最终作品成果、交流展示效果等几个方面进行评价。采取学生小组自评、组评、师评等的方式，利用评价量规进行评价。采用画星的方式进行赋值，来表示评价的效果。每一项满分5个星。

采用小组边学习边探究边评价的方式，除了导学单上小组评价，还有老师课堂上的 flash 动画实时评价，让评价自然发生，贯穿整个课堂，不要为了评价而评价。

PART THREE

典型案例

第2课 语音识别技术

环节1：项目链接，引出课题。

学习任务：

回顾项目方案，解决共同问题。

上节课同学们已经提出了很多书坊 AI 智能改造的想法，也制定了相关的方案，我们来看下哪方面是大家重点改造的？（词云展示）

学生活动：

学生查看，回忆思考。

学习指导：

项目中最需解决问题：梧悦书坊 AI 智能升级——语音识别技术。

关键问题：

哪些问题是项目中最需要解决的？

设计意图

通过词云，链接项目，找出项目中最需解决的问题，激发学生学习兴趣，引出本课主题。

环节2：软硬相连，项目实施

学习任务：

按照本组项目方案，设计“梧悦书坊”智能语音交互某场景功能，小组合作解决并记录。

学生活动：

学生软硬互联，运行或编写代码，调试。小组探究协作完成，并记录相关问题。

学习指导：

使用 Mind+、掌控板、笔记本打开桌面“语音识别”项目,学习支架：iPad 相册视频,完成后，请用 iPad 将导学单拍照上传。

关键问题：

1.解决哪个场景功能？

2.碰到哪些问题？

3.问题如何解决？

4.可进一步优化方案？

学生记录：

设计意图

通过软硬互联，体验语音识别技术解决书坊实际问题同时，记录提出碰到的问题，

为后续探秘语义识别技术原理做铺垫。

环节3：人机对比，用心析 AI

学习任务：

1.语音识别是怎么工作的呢？

2.现场在线听写互动，人类语音识别过程？

学生活动：

1.听写互动活动，分享分类语音识别过程。

2.小组合作探究机器语音识别过程，记录并总结。

3.小组探究展示、分享、评价。

学习指导：

1.学习支架：书 P55-56 iPad 相册、导学单

2.探究结束后，请用 iPad 将导学单拍照上传。

关键问题：

语音识别是怎么工作的呢？

学生记录截图：

设计意图

通过类比人学习拼音汉字的过程，初步理解语音识别技术原理。将深奥的语音识别

流程与已有的生活经验类比，方便学生理解。展示分享，通过师生、生生评价，让学生

小组分析语音识别过程，梳理强化本课知识。凝聚集体智慧，小组合作，培养学生团队

合作精神。

环节4：联系生活，慧眼用 AI

学习任务：

生活中有哪些语音识别的应用？

学生活动：

1.学生关联生活，分享应用。

2.语音识别应用价值？

如微信语音输入、让沟通更高效；语音控制，让控制更方便；语音导航，让驾驶更安全；语音客服，降低成本。语音点单，助力盲人。

学习指导：

语音应用在生活中的价值？

关键问题：

生活中有哪些语音识别的应用？

设计意图

通过识别出生活中语音识别技术的应用并能分析价值，提高对人工智能技术应用“鉴赏力”，做到慧眼识 AI。

环节5：课堂小结，拓展思维

请学生来贴板书的形式来整理机器语音识别过程，也从学校书坊的的智能升级延伸到社会，让 AI 技术真正赋能与生活，助力更多需要帮助的人们。

PART FOUR

单元设计思考

1.“梧悦书房 AI 智能升级“项目《语音识别技术》，本项目是从学校实际问题出发，贴近学生生活而且学生感兴趣，有很强的内驱力。

2.老师必须要适时的取舍，理清本课主要解决什么问题，如何设计才能让学生有指向非常明确的探究方向。越是理论的知识，越是需要让学生有充足体验与探究后自主总结并分享结果。如何设计体验环节，如何站在学生的角度模拟学习思维，就是信息老师们需要花时间去琢磨去细扣的问题。

3.评价刚开始没有加入，到再课堂最后加入，最终选择边学习边探究边评价的方式，除了导学单上小组评价，还有老师课堂上的 flash 动画实时评价，让评价自然发生，贯穿整个课堂，不要为了评价而评价。

4.课堂是学生的主场，给学生一个舞台会给我们有意想不到的精彩。小组四人分工讲解，准确到位，师生共同在聆听孩子们的讲解。而这种精彩不是信息老师一个人成就的，也不是这堂课所成就的。日常语文舞台剧、数学、科学老师有鼓励学生小组上台讲题说题的惯例。所以，孩子的能量是巨大的，每个任课老师，包括我们信息老师需要给孩子舞台，让她们自然发光。同时也更加验证项目化学习对孩子们成长有多么重要。