0 0 类别 : 教案

《探索语音信号——声音实验室》教学设 计 课型 新授课 学时 1 授课年级 五年级 课程指南 • 了解声音的产生、基本特征和表示（智能意识） • 分析、类比人类听觉感知，理解机器听觉感知世界的方法与过程（智能思维） • 了解声音数字化的过程，理解模数转换的过程（智能思维） 内容分析 这节课旨在通过一系列生动有趣的实验和互动环节，引导同学们探索声音的 奥秘，理解声音的基本特性以及如何实现声音的数字化处理。课程首先通过观看 实验视频，让学生感受声音是如何由物体振动产生的，激发他们对声音科学的兴 趣。接着，课程深入探讨声音的三个基本特征：音色、音调和响度。通过聆听不 同特征的音频和探究观察波形图，学生能够了解声音的基本特征。课程的核心部 分介绍了模拟信号与数字信号的区别，详细讲解了模拟信号转变为数字信号的三 个关键步骤：采样、量化和编码，并发布编码任务，让学生自主探究，深化对声 音数字化技术的理解。最后，课程将理论知识与实际应用相结合，让学生了解声 音数字化技术在人工智能中的应用，增强了学习的现实意义。 学情分析 五年级小学生正处于认知发展的具体运算阶段，他们能够通过具体事物进行逻 辑思考，但抽象思维能力还在发展中。并且，这个年龄段的学生好奇心旺盛，喜欢 探索未知，对科技和新奇事物特别感兴趣。然而，对于语音信号的感知与表示这一 相对专业的领域，学生还没有足够的了解。他们可能知道声音是由物体振动产生的， 但对于声音的数字化过程，如何将模拟信号转换为数字信号等概念还比较陌生。 鉴于此，本节课采用生动有趣的教学方法，通过实验探究，将抽象的声音概念 及声音数字化过程落实具体，例如，比较不同声音特征的波形，编码出音频的数字 信号等。通过实践活动提高学生的参与度，帮助他们将理论知识与实际操作相结合， 更深入地理解语音信号的感知与表示。除此之外，教师在教学过程中需要逐步引导， 帮助学生从具体现象抽象出科学概念，确保他们能够理解和掌握课件中的关键知识 点。 教学目标 知识与技能 1.理解声音是通过物体振动产生的，并掌握声音的基本特征，包括 音色、音调和响度； 2.理解模拟信号与数字信号的区别，了解声音数字化的过程，包括 采样、量化、编码； 3.掌握模拟信号和数字信号相互转换的方法。 过程与方法 1.通过观察实验，引导学生探索声音的产生，激发学生的学习兴趣； 2.通过聆听不同特征的音频，了解声音的基本特征（音调、响度、音 色）； 3.通过探究不同特征的音频波形，了解音频波形可以表示声音的特 征； 4.引导学生通过编码任务，体验声音数字化的过程； 5.通过讨论，说明声音数字化技术在人工智能中的应用。 情感态度与 价值观 1.激发学生对声音科学的兴趣和好奇心，鼓励他们探索声音的奥秘； 2.培养学生的科学探究精神和创新思维，鼓励他们在实践中发现问 题并寻找解决方案； 3.通过小组合作和成果分享，培养学生的团队合作精神和交流表达 能力。 教学 重难点 教学重点 1.了解声音的产生、基本特征和表示（智能意识）； 2.分析、类比人类听觉感知，理解机器听觉感知世界的方法与过程 （智能思维）； 3.了解声音数字化的过程，理解模数转换的过程（智能思维）。 教学难点 1.了解声音数字化的过程，理解模数转换的过程（智能思维）。 教学方法 讲授法、演示法、实践操作法、小组合作法 学习环境 与 教学资源 ·学习环境 研讨型教室或机房 ·教学资源 平板电脑或电脑等电子终端、电子白板 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 问题导入 1.提出问题：同学们有使 用过微信吗？微信语音是 怎么发送的呢？ 2.邀请一名学生描述一下 微信语音的发送过程； 3.提出问题：真实声音是 怎么转变为微信语音的？ 1.聆听问题，认真思考； 2.回答问题，尝试描述微 信语音的发送过程； 3.聆听问题，认真思考。 通过提问与学生日常生活 紧密相关的问题，如微信 的使用，可以迅速吸引学 生的注意力，激发他们对 即将学习内容的兴趣和好 奇心，自然地引出本节课 的主题，为后续的深入学 习做好铺垫。 新知讲授 体验探究 【声音的产生】 1.播放实验视频，引导学 生观察实验现象，完成学 习任务单的任务一； 2.邀请学生回答问题，并 总结实验结论：声音是通 过物体的振动产生的。 1.观看视频中的实验现 象，并及时记录，完成学 习任务单的任务一； 2.分享任务一的答案，并 认真听讲，了解声音是通 过物体的振动产生的。 播放实验视频，为学生提 供直观的实验过程，引导 学生观察并记录实验现 象，培养他们的观察能力 和记录实验数据的习惯， 训练学生的逻辑思维和科 学推理能力，使他们能够 从具体的现象中抽象出科 学原理。 【声音的基本特征】 1.引导学生聆听具有不同 音色、音调、响度的音 频，说明声音的基本特 征； 2.引导学生小组分工，将 具有不同声音特征的音频 上传音乐镜平台，对比每 组音频的波形有何不同， 并完成学习任务单的任务 二； 3.邀请小组分享任务二的 答案，并进一步说明声音 的特征可以用波形来表 1.聆听不同音色、音调、 响度的音频，感受它们的 区别，并了解声音的基本 特征概念； 2.小组分工，将具有不同 声音特征的音频上传音乐 镜平台，对比每组音频的 波形有何不同，并完成学 习任务单的任务二； 3.派一名小组代表，分享 任务二的答案，并认真听 讲，了解声音的特征可以 用波形来表示。 将抽象的声音概念与具体 的音频实例相结合，使学 生能够快速的了解声音的 基本特征；通过对比不同 音频的波形，引导其探索 声音特性与波形之间的关 系，培养学生的观察力和 分析能力。 示。 【模拟信号与数字信号】 1.通过指针仪表盘与数字 仪表盘，说明模拟信号与 数字信号的概念与区别； 2.说明模拟信号在传输过 程中易受干扰，因此需要 将模拟信号转变为离散的 数字信号。并说明模数转 换使得机器可以分析和处 理声音，听懂人类的指 令，强调声音数字化的重 要性。 1.认真听讲，了解模拟信 号与数字信号的概念与区 别； 2.认真听讲，了解声音数 字化的重要性； 通过指针仪表盘与数字仪 表盘的直观比较，帮助学 生理解模拟信号与数字信 号的概念与区别；通过讲 解模拟信号在传输过程中 易受干扰以及模数转换使 机器能够听懂人类语言， 强调将模拟信号转换为数 字信号的必要性，使学生 认识到声音数字化重要 性。 实践操作 【声音数字化】 1.说明采样、量化、编码 的概念，并举例示范声音 数字化的操作过程； 2.引导学生完成学习任务 单的任务三与任务四； 3.邀请学生分享任务三、 任务四的操作过程。 1.认真听讲，了解采样、 量化、编码的概念，认真 观察教师的示范，学习声 音数字化的操作； 2.完成学习任务单的任务 三和任务四； 3.分享任务三、任务四的 操作过程。 通过举例示范声音数字化 的操作过程，将理论知识 与实际操作相结合，帮助 学生更好地掌握声音数字 化的过程；引导学生完成 学习任务单的相关任务， 鼓励他们将所学知识应用 于实践中，通过动手操作 加深对声音数字化过程的 理解。 思考巩固 1.回顾课堂初始的提问， 说明真实声音是怎么转变 为微信语音的； 2.提出问题：为什么微信 里的声音听起来与现实中 1.了解声音是通过采样、 量化、编码，才能转变为 微信语音的； 2.认真听讲，聆听问题； 3.回答问题，尝试说明微 通过回顾课堂初始的提 问，帮助学生复习声音数 字化的基本概念，巩固他 们对声音如何转变为微信 语音的理解；提出问题关 我们的声音不太一样呢？ 3.邀请学生回答问题，并 总结说明； 4.邀请学生回答声音数字 化在人工智能中的应用并 总结。 信语音与日常声音不同的 原因； 4.认真思考，回答声音数 字化在人工智能中的应 用。 于微信语音与现实中声音 的不同，引导学生思考声 音在数字化过程中可能发 生的变化，促使他们深入 分析问题；总结声音数字 化在人工智能中的应用， 帮助他们理解所学知识的 实际用途。 总结拓展 1.通过思维导图回顾课堂 内容，串联知识概念，形 成知识体系； 2.布置课后作业。 1.跟随教师回顾课堂内 容，形成知识体系； 2.了解课后作业并记录。 1.总结回顾本节课所学， 加深理解，巩固知识结构； 2.巩固所学，提高学生的 实际操作能力，深化对于 声音数字化的理解。 板书设计 教学反思 1.声音的基本特征内容较多，是否需要删减？ 2.模数转换的过程需要教师先操作示范，再让学生操作。学生操作过程中，若有遗 忘的步骤，教师需要提供及时的引导。