机器人程序设计论文
机器人程序设计论文
【摘要】
智能电脑机器人活动包括机器人的结果设计与搭建，机器人控制程序的编写，机器人的调试与实践等几个阶段。其中，机器人控制程序的编写在机器人整个活动当中，占有主要角色的地位，而机器人程序编写的过程，也是学生的思维相对活跃的时期，正因为此，学生发生思维定势效应的机会很多，这些效应将会对机器人将来的运行产生各种各样的影响。本文就机器人教学活动过程中，学生在编写程序时，因为思维定势，产生误差，致使机器人的运行没有按照预想实施的这一普遍现象，展开分析，并探讨解决方法。
【关键词】思维定势 ;机器人;思维惯性;创新;程序设计;
【正文】
现代社会变化的速度，是历史上任何一个时代都无法比拟的，今天适用的方法明天不一定适用;此地适用的方法，彼地不一定适用。创新已经成为时代的一个主旋律。要破除思维定势，弘扬创新思维，才有可能采撷到丰硕的果实。而我们在一定的环境中生活，久而久之就形成了一种固定的思维模式，心理学中称之为思维定势。本篇文章来自资料管理下载。学习中，当某些知识结构较之其他知识结构更容易让人想起时，就会发生定势效应。在必要的时候利用思维定势，在特定的时刻，打破思维定势，人们解决思维空间将变得更加开阔。
一、思维定势及其负面影响和表现
对于长期在“应试教育”环境下成长的学生来说，因为心理年龄小，心理发育还没有完全成熟，对事物的分析、判断比较直接简单，所以更容易发生定势效应。其创新思维能力的开发普遍存在着两大障碍:
1) 思维定势的障碍。解决问题时思维局限在某一处，跳不出自己设定的思维圈子，也就是常说的思维进牛角尖。
2) 思维惯性的障碍。习惯性思维或传统性思维在思考一个问题的时候，顺理成章的按照自己原来习惯的想法去处理，不会考虑是否还存在其他更好的解决方案。
二、编写程序中，思维定势的具体影响及原因
电脑智能机器人控制程序有很多种，有使用汇编语言的，也有使用高级语言的，但对于学生来说，图形化的、直观的程序语言更容易被接受、理解和应用。在这里，我就利用其中的一种图形化程序来论述在程序设计中思维定势的影响。
一)由于机器人程序语言的一般属性，在编程时，思维定势产生的影响。
就机器人编程而言，比如说，学生在编写程序时，会一边编写程序，一边想象机器人运
行的情景。学生会很容易的把程序编写的顺序，程序执行的顺序，机器人运行的顺序统一起来，事实也确实如此。这种思维定势是有利于活动开展的，但在某些时候，就会是负面的效应，如，机器人的动力由左右电动机输出，两部电动机同时逆时针转动，就是机器人 “前进”，一部逆时针转动的同时另一部顺时针转动，就是机器人“左转”或者是“右转”，转动的时间都由“延时几秒”来控制，按照一般我们的思维，会自然的联想到实际生活中车辆在十字路口的拐弯，于是，学生在程序中输入完成后，就会自然的想到机器人会左转90度角，这时，就不再考虑用“延时几秒”来调节
“左转”，造成的结果就是，机器人一动不动。还有，在机器人程序语言中，“停止”是机器人的一个动作反应，是一个时间点，而在人的头脑中，“停止”是一种状态，是一个时间段。人和机器人在此“无法理解”，有的学生这样编程序:“前进”、“延时4秒
”、“停止”、“前进”、“延时2.5秒
”、“停止”。运行之后，问:为什么中间没停,其实，机器人已经在两次“前进”的中间“停”过了，我们没有看到，因为是一个时间点，转瞬即逝，要想看到机器人实实在在的停住，就要在“停止”的后面输入“延时几秒”。
这些因为思维定势产生的程序错误编法，经常出现在教师的程序讲解完成之后，可见，思维定势的影响是显而易见的，是不能被忽视的，正确利用思维定势、及时克服思维定势，对完成编程，正确运转机器人“指哪打哪”，是必不可少的。
二)由于机器人程序语言的特性，在编程时，思维定势产生的影响。
每一种机器人的程序语言，都有自己不同的特点，这些特点有时会使编程事半功倍，有时成为编程的难点，有时却使编程者陷入思维定势的“陷阱
”，导致想到的和时间的相背离。对一个电脑智能机器人的初学者来说，对机器人的行动的“足”(电动机)的控制是用来实现的，换句话说，就是告诉机器人“走”多久。有些程序，需要在“延时几秒”之后输入“停止”。比如，有学生想让机器人前进3秒，就需要这样输入:“前进”、“延时3秒”、“停止”。然而，我们的思维意识里，是不需要“停止”的，认为输入:“前进”、“延时3秒”就可以了。结果呢,机器人会一直前进，直到程序的下一个电动机命令执行。在这里，人脑和机器人“大脑”产生冲突，人的想法机器人不能“理解”。
再者，程序语言的最后一句是“程序结束”，有不少学生在编程时的后几句是:“后退”、“延时几秒”、“程序结束”。对于这样的“命令”机器人会做何反应呢,答案是，机器人会
一直后退下去，直到电源无电为止。“程序结束”不仅不能理解为机器人停止，并且也不能认为程序执行结束了，它有可能以别的状态来“完成任务”。
程序语言的特性，决定了机器人独特的“性格”，他很我们人的思维习惯有时会格格不入，我们需要对程序语言充分理解，才能克服思维定势，做到“知己知彼”。
三)因为机器人本身结构特点，思维定势产生的影响。
机器人本身是一个机械的、动力的结构，它的先天条件会影响到人的思维定势，比如“前进”，我们会认为是机器人直行，但有时事实却是机器人斜着画出圆弧，这是因为机器人的两部电动机动力不同造成的。还有，机器人演奏音乐，是通过扬声器来实现的，扬声器与电动机是相对独立的结构，没有什么联系，但我们应注意，控制扬声器的程序语言(音乐、音符、蜂鸣等)，对电动机来说，有“延时”的作用，二者是有联系的。
对学生来说，了解机器人“硬件”一样不能掉以轻心，固循思维定势，而要清楚的知道机器人的构造，运行状况，才能更好的用程序来控制它。
三、合理利用教学手段颠覆思维定势
可以知道，思维定势效应在编程中是普遍存在的，有些被很好的利用了，有些却产生了“副作用”需要去打破。针对学生的心理活动特点，如何来引导他们克服不利的思维定势呢,
一)及时传递正确信息
由于程序内容对学生而言，比较多，且不易理解，很容易陷入思维定势的误区，针对这一状况，教师除了讲解程序之外，更要注意时刻关注学生活动、及时传递正确信息，引导他们朝着正确的方向探索。
二)实例演示克服思维定势
学生的理解能力有一定的限度，有些内容用语言表达效果不是很好，这时要考虑实际演示，让学生真实的感受到思维定势的效应，本篇文章来自资料管理下载。比如，用语言(前进3秒)请一位学生前进，用同样的程序(“前进”，“延时3秒”)控制机器人前进，对比两者异同，答案则是一目了然
——人会停下来，机器人会“走”下去。
三)反复实践，大胆开拓
实践出真知，鼓励学生，不要怕出错，在教师的引导下，反复进行实践，让他们自己去利用思维定势，克服思维定势，确切无误的了解自己的机器人的“个性”，进行合理的程序编排，实现“人机合一”，真正做到控制机器人的目的。
【参考文献】
英爱德华·德·博诺《新思维突破:水平思考法》
宋子成《突破思维定势是科技教育创新的关键》上海教育科研 2008年01期林尤谊《探求突破思维定势的教学艺术》新教育 2010年Z1期