神奇的翻譯器

聞迪

設(shè)計(jì)依據(jù)

“以興趣為起點(diǎn)，以活動(dòng)為主線”是小學(xué)信息技術(shù)教材內(nèi)容設(shè)置的重要特點(diǎn)之一，興趣對(duì)學(xué)習(xí)有著神奇的內(nèi)驅(qū)作用，能變無效為有效，化低效為高效。本課通過引導(dǎo)學(xué)生觀察生活中的具體應(yīng)用引發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，讓他們?cè)敢怏w驗(yàn)人工智能技術(shù)的工作過程、了解工作原理。教學(xué)中，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，利用已經(jīng)掌握的相關(guān)圖形化編程的知識(shí)，運(yùn)用Mind+編程平臺(tái)中提供的人工智能的相關(guān)技術(shù)，通過自主編程、自主探索模擬出翻譯器的工作過程，讓學(xué)生在編程的過程中感受到科技進(jìn)步給生活帶來的變化和便利，體驗(yàn)到學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的成就感，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生探究科學(xué)技術(shù)的興趣。

教學(xué)目標(biāo)

1.在Mind+環(huán)境中，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)AI中語(yǔ)音識(shí)別功能的工作原理和過程。

2.利用新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，讓學(xué)生掌握以AI獲取的數(shù)據(jù)為變量賦值的編程方法，掌握相關(guān)算法，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

3.通過編程，讓學(xué)生感知人工智能技術(shù)給生活帶來的變化，激發(fā)學(xué)習(xí)編程和人工智能知識(shí)的興趣，體驗(yàn)到學(xué)習(xí)編程的成就感。

教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn) 掌握以AI獲取的數(shù)據(jù)為變量賦值的編程方法和相關(guān)算法，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

教學(xué)難點(diǎn) 在Mind+環(huán)境中，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)AI中語(yǔ)音識(shí)別功能的工作原理和過程。

教學(xué)過程

一、激趣導(dǎo)入，明確任務(wù)

師：同學(xué)們想一想，如果你們?nèi)?guó)外旅游，有什么具體問題會(huì)困擾大家呢？

生：最大的問題就是語(yǔ)言，交流不暢會(huì)帶來很大的麻煩。

師：對(duì)，語(yǔ)言障礙往往成為我們旅行中的最大困難。其實(shí)，有很多科技公司推出了翻譯器（如圖1）去解決這一問題，有同學(xué)知道翻譯器的工作原理嗎？

生：我覺得需要使用AI相關(guān)技術(shù)，先將我們說的中文語(yǔ)音識(shí)別成漢字，再將漢字翻譯成英文，再利用AI中的語(yǔ)言識(shí)別功能，轉(zhuǎn)換成英文語(yǔ)音輸出。

師：說得非常好，今天這節(jié)信息技術(shù)課，我們就在Mind+中自己編寫小程序，模擬人工智能背景下翻譯器的工作過程。

二、合作探究，掌握知識(shí)

師：剛才有同學(xué)已經(jīng)把翻譯器的工作過程用語(yǔ)言進(jìn)行了描述，現(xiàn)在請(qǐng)大家分組討論，繪制本程序的程序流程圖，并思考一下，該程序是什么樣的程序結(jié)構(gòu)？在繪制程序流程圖時(shí)，有哪些地方需要注意？

學(xué)生分組討論，繪制程序流程圖。

師：這是一個(gè)順序結(jié)構(gòu)的程序。程序的開始和結(jié)束應(yīng)該是圓角矩形，程序的處理應(yīng)該是正方形，輸入、輸出的處理應(yīng)該是平行四邊形。

三、深入研究，拓展實(shí)踐

師：如何讓流程圖變成程序呢？首先我們啟動(dòng)Mind+，請(qǐng)同學(xué)們觀察一下，現(xiàn)有的程序設(shè)計(jì)模塊中是否存在大家分析的這些功能？

生：沒有，但是我們可以運(yùn)用添加擴(kuò)展模塊的方法增加這些功能。

師：怎么操作呢？請(qǐng)同學(xué)們小組討論，試試看。

生：首先啟動(dòng)Mind+，單擊“擴(kuò)展”按鈕，在打開的窗口中單擊“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)”選項(xiàng)卡，分別添加“谷歌翻譯”“文字朗讀”和“語(yǔ)音識(shí)別”模塊，然后單擊左上角的“返回”按鈕，回到編輯界面。在“編輯”頁(yè)面左側(cè)程序模塊中，我們發(fā)現(xiàn)增加了“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)”積木，單擊進(jìn)入后，就可以看到我們前面添加的指令。

師：下面，請(qǐng)同學(xué)們分組進(jìn)行研究，看看如何把程序流程圖中的思路變成指令。

學(xué)生分組討論，實(shí)踐操作，最后總結(jié)匯報(bào)。

生1：首先我們需要單擊綠旗，然后開啟語(yǔ)音輸入的功能（如圖2）。

生2：接著，我們建立一個(gè)叫做“語(yǔ)音”的變量（如圖3），將識(shí)別到的語(yǔ)音轉(zhuǎn)換成漢字，再將這個(gè)值賦值給變量“語(yǔ)音”（如圖4）。

生3：為了檢驗(yàn)AI語(yǔ)音的識(shí)別結(jié)果，我們可以將語(yǔ)音變量設(shè)置成為顯示狀態(tài)（如圖5），在舞臺(tái)上可以隨時(shí)觀看語(yǔ)音識(shí)別情況。

生4：接下來，我們新定義一個(gè)變量“輸出語(yǔ)言”（如圖6），用來存儲(chǔ)翻譯過來的文字。通過“谷歌翻譯”積木中的“將……譯為‘英語(yǔ)”，將變量“語(yǔ)音”中的中文漢字翻譯為英文，接著將英文賦值給變量“輸出語(yǔ)言”。同樣，我們也讓這個(gè)變量顯示出來。

生5：然后我們就可以使用“文字朗讀”模塊中的指令，將翻譯過來的語(yǔ)句輸出啦！為了輸出效果更好，我們可以對(duì)“嗓音”和“輸出語(yǔ)言”進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)置（如圖7）。

師：通過同學(xué)們的共同努力，我們完成了“神奇的翻譯器”程序的編寫，同時(shí)我們也認(rèn)識(shí)了AI的語(yǔ)音識(shí)別功能在程序中的具體應(yīng)用。

四、總結(jié)提升，助力發(fā)展

師：同學(xué)們，我們剛剛完成了基本程序的編寫，其實(shí)這個(gè)程序還可以進(jìn)行功能性的增加，讓我們的翻譯器功能更強(qiáng)。請(qǐng)同學(xué)們思考一下，還可以增加哪些功能？

生：可以通過增加循環(huán)的功能，讓翻譯器連續(xù)地進(jìn)行翻譯工作。我們也可以增加翻譯其他語(yǔ)言的功能，因?yàn)橛袝r(shí)候我們?nèi)サ膰?guó)家不使用英語(yǔ)，而是其他語(yǔ)言，這樣我們就能夠更好地應(yīng)用翻譯器了。

師：在下節(jié)課的學(xué)習(xí)中，請(qǐng)大家將這些功能應(yīng)用其中，今天的課就到這里，同學(xué)們，再見！

實(shí)踐反思

通過教學(xué)實(shí)踐，我有如下幾點(diǎn)反思：以貼近生活的任務(wù)情境來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓知識(shí)學(xué)以致用;以多層次的學(xué)習(xí)方法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;通過人工智能相關(guān)的圖形化程序設(shè)計(jì)平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)知人工智能基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)習(xí)圖形化編程方法，培養(yǎng)計(jì)算思維，讓學(xué)生體驗(yàn)到學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)和人工智能的成就感。

專家點(diǎn)評(píng)

本課從當(dāng)前科技領(lǐng)域比較熱門的話題和具體實(shí)踐入手，帶領(lǐng)學(xué)生觀察生活，分析現(xiàn)實(shí)生活中存在的具體問題。整個(gè)教學(xué)過程以興趣為起點(diǎn)，以活動(dòng)為主線，緊緊圍繞發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題層層遞進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生在“做中學(xué)”，體現(xiàn)了技術(shù)服務(wù)于生活的教育理念。本課教學(xué)任務(wù)不僅來源于真實(shí)的生活情境，更巧妙地將實(shí)際生活需要和人工智能緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科綜合學(xué)習(xí)，很好地培養(yǎng)了學(xué)生的綜合實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神。（點(diǎn)評(píng)人：張鏵珊，北京教育學(xué)院宣武分院技術(shù)教研室小學(xué)信息技術(shù)教研員）