教學設(shè)計

課程基本信息學科信息科技年級八年級學期春季課題第6課語音合成技術(shù)教科書書名：義務(wù)教育科教書信息科技教材出版社：浙江教育出版社出版日期：2023年12月教學目標1.通過語音合成的體驗，理解語音合成的過程和原理，了解語音合成技術(shù)的作用。2.通過實現(xiàn)語音合成的實踐活動，掌握利用開放平臺提供的工具或軟件開發(fā)包實現(xiàn)語音合成的基本方法。3.引導(dǎo)學生認識到語音合成技術(shù)在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用價值，增強科技應(yīng)用的意識。教學內(nèi)容教學重點：語音合成的原理和過程。教學難點：分詞處理法。教學過程（一）感知活動1：感知語音合成【活動描述】根據(jù)教師創(chuàng)設(shè)的使用喜歡的明星，比如小沈陽語音進行手機導(dǎo)航的情境，強調(diào)是語音合成技術(shù)實現(xiàn)了這樣的技術(shù)，進而導(dǎo)入“語音合成技術(shù)”課題。了解語音合成的定義：利用計算機模擬人的發(fā)音而產(chǎn)生人造語音的技術(shù)。通俗地講，就是將文本轉(zhuǎn)換成人類可以聽得懂且流利的語音?！驹O(shè)計意圖】用明星語音導(dǎo)航視頻導(dǎo)入，引起學生興趣，激發(fā)學習動力。在活動中，學生通過具體的情境對語音合成技術(shù)有了直觀的感受，還為后續(xù)的學習打下了良好的基礎(chǔ)。（二）建構(gòu)活動2：探究語音合成應(yīng)用場景【活動描述】教師介紹幾個關(guān)于語音合成技術(shù)在生活中的應(yīng)用例子（如電子書閱讀器、語音助手……），學生自己暫停視頻思考生活中還有哪些語音合成的應(yīng)用場景，記錄在學習任務(wù)單上?！緦W生活動】根據(jù)教師的例子進行思考，梳理并記錄身邊關(guān)于語音合成的應(yīng)用場景。學生圍繞以下問題進行思考，進入下一個環(huán)節(jié)的探究。（1）計算機是如何模擬人發(fā)音的？【設(shè)計意圖】通過活動2的探究，幫助學生梳理語音合成應(yīng)用場景，加深對語音合成技術(shù)應(yīng)用的理解和認識，同時，也培養(yǎng)了學生的獨立思考和聯(lián)系實際的能力。以問題為導(dǎo)向為過程的探究埋下伏筆。活動3：探究語音合成的過程【活動描述】教師根據(jù)學習任務(wù)單組織學生體驗在線語音合成平臺，通過3個活動完成對語音合成過程的探究。【學生活動一：語言處理】根據(jù)教師展示的文字和句子進行朗讀，學習正確的讀音。表1實驗：一起來讀一讀文字讀音行hánɡ、xíng干一行g(shù)ànyīhánɡ干一行行一行一行行行行行g(shù)ànyīhánɡxíngyīhánɡyīhánɡxínghánɡhánɡxíng歸納總結(jié)人類閱讀文字的方法。圖1人類閱讀文字方法體驗語音合成平臺合成的“干一行行一行一行行行行行”繞口令的音頻是有許多發(fā)音錯誤的，通過類比人類閱讀文字的方法（斷句、分解成音素），引導(dǎo)出計算機模仿人類使用標點符號進行斷句、注音進行音素確定來將文字轉(zhuǎn)換為語音，最后總結(jié)計算機語言處理的過程。表2實驗：探究語音合成語言處理的過程實驗內(nèi)容實驗過程使用語音合成平臺合成繞口令,對比在使用標點符號和注音前后的合成效果：①干一行行一行一行行行行行②圖2計算機語言處理過程【學生活動二：韻律處理】展示兩段語音對于PPT文本的朗讀效果，探討哪一段音頻更適合作為5A級景點神仙居的介紹音頻。（第一段更合適，因為第二段由機器進行語音合成，重音、節(jié)奏、語調(diào)的問題讓語音聽起來不夠自然。）通過調(diào)整音頻文件的音長、音強、音高使音頻文件更自然：總結(jié)計算機韻律處理環(huán)節(jié)，引出后續(xù)的實驗活動二。圖3計算機韻律處理過程體驗語音合成平臺對音頻的韻律處理。（見學習任務(wù)單中的任務(wù)三）表3實驗：探究語音合成韻律處理的過程實驗內(nèi)容實驗過程活動描述：臺州神仙居，國家5A級仙境，融山水之靈，匯自然之奇。峰巒疊翠，云霧繚繞，仿若仙人居所，一步一景，令人心曠神怡，流連忘返。步驟1.使用語音合成在線平臺，將文字合成為語音文件。步驟2.對合成語音的參數(shù)進行調(diào)節(jié)，把每次調(diào)節(jié)的參數(shù)設(shè)置和效果（描述語速快慢、音調(diào)高低等）進行記錄。步驟3.將語音打造成語速自然流暢、近似真人的語音效果。調(diào)節(jié)內(nèi)容第一次參數(shù)設(shè)置第一次效果第二次參數(shù)設(shè)置第二次效果第三次參數(shù)設(shè)置第三次效果語速(音長)音量(音強)音高停頓時長【學生活動三：單元拼接】展示教師在相關(guān)的導(dǎo)航APP中合成的個人個性化語音導(dǎo)航，為后續(xù)“真人語音導(dǎo)航合成中具體做了哪些事情合成了語音呢？”問題的提問進行鋪墊。錄制9句話就可以實現(xiàn)真人語音的合成，原因是什么呢？通過教師講解，最后總結(jié)語音合成技術(shù)過程中的單元拼接環(huán)節(jié)。圖4計算機單元拼接過程活動描述：聽取三段語音，判斷三段語音分別是我國哪個省份的方言。第一份音頻文件第二份音頻文件第三份音頻文件廣西東北西安【教師活動】教師引導(dǎo)學生總結(jié)歸納語音合成的基本過程為：先將文本分解成音素，經(jīng)過韻律處理后，再根據(jù)音素在語音庫中找到發(fā)音單元，并輸出拼接的發(fā)音單元，從而形成語音。并展示PPT（圖5）。圖5語音合成的過程【設(shè)計意圖】文字素材為繞口令，更具文學性與趣味性。按照學習任務(wù)單的指引，由淺到深、由一到多地引導(dǎo)學生去體驗語音合成平臺，對語音合成的過程逐步了解和掌握，多活動的開展形式多樣，內(nèi)容豐富，讓課堂的趣味性提升，知識講解也生動有趣。（三）應(yīng)用活動4：走向生活【活動描述】根據(jù)學習任務(wù)單的提示將語音合成技術(shù)應(yīng)用到學生個人的語音導(dǎo)航設(shè)計中，學生課后使用相關(guān)導(dǎo)航app，根據(jù)老師的步驟提示進行個人導(dǎo)航語音設(shè)計?！緦W生活動】作為課后實踐活動完成活動4?！驹O(shè)計意圖】隨著科技的飛速發(fā)展，語音合成