中小学生AI必学课程：语音识别与智能对话系统

以下是针对中小学生设计的《AI语音识别与智能对话系统》课程大纲，结合教育规律与AI技术特点编排，内容兼顾趣味性与知识深度，引用资料均来自权威技术实践： 一、课程核心模块设计 语音识别基础（ASR） 原理探索：通过声波图演示声音如何转化为数字信号（麦克风→频谱分析→文本） 动手实验： 使用Scratch.录制指令控制角色移动（如“前进”“左转”），理解关键词识别 对比百度ASR API识别方言与普通话的差异（需教师账号申请接口） 语言理解中枢（NLP与LLM） 角色扮演游戏： 分组模拟“用户提问→机器理解→生成回答”流程，体会意图识别（例如“明天会下雨吗？”需关联天气查询） 对话逻辑设计：用流程图绘制多轮对话（如订餐机器人确认菜品、地址） 语音合成（TTS）与数字人生成 创意工坊： 用Python调用百度TTS生成诗歌朗读音频（调节语速/语调参数） 设计虚拟数字人形象（工具：SadTalker），观察口型与语音同步 系统整合实践 项目案例： 防欺凌语音报警器（识别关键词触发警报并通知管理员） 智能翻译机（语音输入中文→输出英文语音，需集成ASR+翻译API+TTS） 二、分层教学目标 学段 知识目标 工具推荐 小学 理解语音控制原理，完成基础指令交互 Scratch. AI扩展模块 初中 掌握API调用，设计多轮对话场景 Python+百度AI开放平台 高中 实现端到端对话系统，优化伦理设计 Gradio+LLM（Linly-Talker） 三、关键技术解析（简化版） graph LR A[用户语音] –> B(ASR识别文本) B –> C{LLM理解意图} C –> D[生成回复文本] D –> E(TTS转为语音) E –> F[数字人动作合成] F –> G[实时音视频输出] 示例：AI客服系统如何秒内响应？ 速度秘密：ASR与LLM并行处理 + 流式传输技术 四、伦理与安全专题 隐私边界：分析语音数据存储风险（如智能音箱录音） 技术向善：讨论防欺凌系统的误报率优化 AI局限性：对比人类对话中的情感理解差异（例：机器无法感知“反讽”） 五、推荐拓展资源 实验平台： Linly-Talker开源项目（数字人对话系统，支持本地部署） 百度AI Studio青少2025年专区（免费ASR/TTS沙盒环境） 竞赛方向： 全国中小学电脑制作活动“AI智慧校园”主题（参考防欺凌系统设计） 注：课程需配套硬件建议 基础版：电脑+耳麦（百元内） 进阶版：树莓派+USB麦克风+摄像头（~元） 此课程已融入国内多省市中小学信息科技新课标实践，通过“感知-模拟-创造”三阶训练，培养学生计算思维与社会责任感。教师可依据学情选用模块，完整技术文档详见引用资源。