神奇的翻譯器

聞迪

設計依據

“以興趣為起點，以活動為主線”是小學信息技術教材內容設置的重要特點之一，興趣對學習有著神奇的內驅作用，能變無效為有效，化低效為高效。本課通過引導學生觀察生活中的具體應用引發(fā)他們的學習興趣，讓他們愿意體驗人工智能技術的工作過程、了解工作原理。教學中，根據學生的學習需求，利用已經掌握的相關圖形化編程的知識，運用Mind+編程平臺中提供的人工智能的相關技術，通過自主編程、自主探索模擬出翻譯器的工作過程，讓學生在編程的過程中感受到科技進步給生活帶來的變化和便利，體驗到學習程序設計的成就感，進一步激發(fā)學生探究科學技術的興趣。

教學目標

1.在Mind+環(huán)境中，引導學生認識AI中語音識別功能的工作原理和過程。

2.利用新舊知識之間的聯系，讓學生掌握以AI獲取的數據為變量賦值的編程方法，掌握相關算法，培養(yǎng)學生的計算思維。

3.通過編程，讓學生感知人工智能技術給生活帶來的變化，激發(fā)學習編程和人工智能知識的興趣，體驗到學習編程的成就感。

教學重點與難點

教學重點 掌握以AI獲取的數據為變量賦值的編程方法和相關算法，培養(yǎng)學生的計算思維。

教學難點 在Mind+環(huán)境中，引導學生認識AI中語音識別功能的工作原理和過程。

教學過程

一、激趣導入，明確任務

師：同學們想一想，如果你們去國外旅游，有什么具體問題會困擾大家呢？

生：最大的問題就是語言，交流不暢會帶來很大的麻煩。

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

生：我覺得需要使用AI相關技術，先將我們說的中文語音識別成漢字，再將漢字翻譯成英文，再利用AI中的語言識別功能，轉換成英文語音輸出。

師：說得非常好，今天這節(jié)信息技術課，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

師：剛才有同學已經把翻譯器的工作過程用語言進行了描述，現在請大家分組討論，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構？在繪制程序流程圖時，有哪些地方需要注意？

學生分組討論，繪制程序流程圖。

師：這是一個順序結構的程序。程序的開始和結束應該是圓角矩形，程序的處理應該是正方形，輸入、輸出的處理應該是平行四邊形。

三、深入研究，拓展實踐

師：如何讓流程圖變成程序呢？首先我們啟動Mind+，請同學們觀察一下，現有的程序設計模塊中是否存在大家分析的這些功能？

生：沒有，但是我們可以運用添加擴展模塊的方法增加這些功能。

師：怎么操作呢？請同學們小組討論，試試看。

生：首先啟動Mind+，單擊“擴展”按鈕，在打開的窗口中單擊“網絡服務”選項卡，分別添加“谷歌翻譯”“文字朗讀”和“語音識別”模塊，然后單擊左上角的“返回”按鈕，回到編輯界面。在“編輯”頁面左側程序模塊中，我們發(fā)現增加了“網絡服務”積木，單擊進入后，就可以看到我們前面添加的指令。

師：下面，請同學們分組進行研究，看看如何把程序流程圖中的思路變成指令。

學生分組討論，實踐操作，最后總結匯報。

生1：首先我們需要單擊綠旗，然后開啟語音輸入的功能（如圖2）。

生2：接著，我們建立一個叫做“語音”的變量（如圖3），將識別到的語音轉換成漢字，再將這個值賦值給變量“語音”（如圖4）。

生3：為了檢驗AI語音的識別結果，我們可以將語音變量設置成為顯示狀態(tài)（如圖5），在舞臺上可以隨時觀看語音識別情況。

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

生5：然后我們就可以使用“文字朗讀”模塊中的指令，將翻譯過來的語句輸出啦！為了輸出效果更好，我們可以對“嗓音”和“輸出語言”進行進一步的設置（如圖7）。

師：通過同學們的共同努力，我們完成了“神奇的翻譯器”程序的編寫，同時我們也認識了AI的語音識別功能在程序中的具體應用。

四、總結提升，助力發(fā)展

師：同學們，我們剛剛完成了基本程序的編寫，其實這個程序還可以進行功能性的增加，讓我們的翻譯器功能更強。請同學們思考一下，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)地進行翻譯工作。我們也可以增加翻譯其他語言的功能，因為有時候我們去的國家不使用英語，而是其他語言，這樣我們就能夠更好地應用翻譯器了。

師：在下節(jié)課的學習中，請大家將這些功能應用其中，今天的課就到這里，同學們，再見！

實踐反思

通過教學實踐，我有如下幾點反思：以貼近生活的任務情境來激發(fā)學生的學習興趣，讓知識學以致用;以多層次的學習方法激發(fā)學生的學習興趣;通過人工智能相關的圖形化程序設計平臺，引導學生認知人工智能基礎知識，學習圖形化編程方法，培養(yǎng)計算思維，讓學生體驗到學習程序設計和人工智能的成就感。

專家點評

本課從當前科技領域比較熱門的話題和具體實踐入手，帶領學生觀察生活，分析現實生活中存在的具體問題。整個教學過程以興趣為起點，以活動為主線，緊緊圍繞發(fā)現問題、分析問題、解決問題層層遞進，引導學生在“做中學”，體現了技術服務于生活的教育理念。本課教學任務不僅來源于真實的生活情境，更巧妙地將實際生活需要和人工智能緊密結合，實現跨學科綜合學習，很好地培養(yǎng)了學生的綜合實踐能力與創(chuàng)新精神。（點評人：張鏵珊，北京教育學院宣武分院技術教研室小學信息技術教研員）