機器人程序設計論文

1、機器人程序設計論文【摘要】智能電腦機器人活動包括機器人的結(jié)果設計與搭建，機器人控制程序的編寫，機器人的調(diào)試與實踐等幾個階段。其中，機器人控制程序的編寫在機器人整個活動當中，占有主要角色的地位，而機器人程序編寫的過程，也是學生的思維相對活躍的時期，正因為此，學生發(fā)生思維定勢效應的機會很多，這些效應將會對機器人將來的運行產(chǎn)生各種各樣的影響。本文就機器人教學活動過程中，學生在編寫程序時，因為思維定勢，產(chǎn)生誤差，致使機器人的運行沒有按照預想實施的這一普遍現(xiàn)象，展開分析，并探討解決方法。【關鍵詞】思維定勢; 機器人 ; 思維慣性; 創(chuàng)新 ; 程序設計 ;【正文】現(xiàn)代社會變化的速度，是歷史上任何一個時代都

2、無法比擬的，今天適用的方法明天不一定適用; 此地適用的方法，彼地不一定適用。創(chuàng)新已經(jīng)成為時代的一個主旋律。要破除思維定勢，弘揚創(chuàng)新思維，才有可能采擷到豐碩的果實。而我們在一定的環(huán)境中生活，久而久之就形成了一種固定的思維模式，心理學中稱之為思維定勢。本篇文章來自資料管理下載。學習中，當某些知識結(jié)構較之其他知識結(jié)構更容易讓人想起時，就會發(fā)生定勢效應。在必要的時候利用思維定勢，在特定的時刻，打破思維定勢，人們解決思維空間將變得更加開闊。一、思維定勢及其負面影響和表現(xiàn)對于長期在“ 應試教育 ” 環(huán)境下成長的學生來說，因為心理年齡小，心理發(fā)育還沒有完全成熟，對事物

3、的分析、判斷比較直接簡單，所以更容易發(fā)生定勢效應。其創(chuàng)新思維能力的開發(fā)普遍存在著兩大障礙:1) 思維定勢的障礙。解決問題時思維局限在某一處，跳不出自己設定的思維 圈子，也就是常說的思維進牛角尖。2) 思維慣性的障礙。習慣性思維或傳統(tǒng)性思維在思考一個問題的時候，順理成章的按照自己原來習慣的想法去處理，不會考慮是否還存在其他更好的解決方案。二、編寫程序中，思維定勢的具體影響及原因電腦智能機器人控制程序有很多種，有使用匯編語言的，也有使用高級語言的，但對于學生來說，圖形化的、直觀的程序語言更容易被接受、理解和應用。在這里，我就利用其中的一種圖形化程序來論述在程序設計中思維定勢的影響。一 ) 由于機器

4、人程序語言的一般屬性，在編程時，思維定勢產(chǎn)生的影響。就機器人編程而言，比如說，學生在編寫程序時，會一邊編寫程序，一邊想象機器人運行的情景。學生會很容易的把程序編寫的順序，程序執(zhí)行的順序，機器人運行的順序統(tǒng)一起來，事實也確實如此。這種思維定勢是有利于活動開展的，但在某些時候，就會是負面的效應，如，機器人的動力由左右電動機輸出，兩部電動機同時逆時針轉(zhuǎn)動，就是機器人“ 前進 ” ，一部逆時針轉(zhuǎn)動的同時另一部順時針轉(zhuǎn)動，就是機器人“ 左轉(zhuǎn) ” 或者是 “ 右轉(zhuǎn) ” ，轉(zhuǎn)動的時間都由

5、“ 延時幾秒 ” 來控制，按照一般我們的思維，會自然的聯(lián)想到實際生活中車輛在十字路口的拐彎，于是，學生在程序中輸入完成后，就會自然的想到機器人會左轉(zhuǎn)90 度角，這時，就不再考慮用“ 延時幾秒 ” 來調(diào)節(jié)“ 左轉(zhuǎn) ” ，造成的結(jié)果就是，機器人一動不動。還有，在機器人程序語言中，“ 停止” 是機器人的一個動作反應，是一個時間點，而在人的頭腦中，“ 停止” 是一種狀態(tài)，是一個時間段。人和機器人在此&am

6、p;ldquo;” 、 “ 停止 ” 、 “ 前進 ” 、 “ 延時 2.5 秒” 、 “ 停止 ” 。運行之后，問: 為什么中間沒停, 其實，機器人已經(jīng)在兩次“ 前進 ” 的中間 “ 停 ” 過了，我們沒有看到，因為是一個時間點，轉(zhuǎn)瞬即逝，要想看到機器人實實在在的停住，就要在“ 停止” 的后面輸入

7、“ 延時幾秒” 。這些因為思維定勢產(chǎn)生的程序錯誤編法，經(jīng)常出現(xiàn)在教師的程序講解完成之后，可見，思維定勢的影響是顯而易見的，是不能被忽視的，正確利用思維定勢、及時克服思維定勢，對完成編程，正確運轉(zhuǎn)機器人“ 指哪打哪 ” ，是必不可少的。二 ） 由于機器人程序語言的特性，在編程時，思維定勢產(chǎn)生的影響。每一種機器人的程序語言，都有自己不同的特點，這些特點有時會使編程事半功倍，有時成為編程的難點，有時卻使編程者陷入思維定勢的“ 陷阱” ，導致想到的和時間的相背離。對一個電腦智能機器人

8、的初學者來說，對機器人的行動的“ 足 ”（ 電動機 ）的控制是用來實現(xiàn)的，換句話說，就是告訴機器人“ 走 ” 多久。有些程序，需要在“ 延時幾秒” 之后輸入 “ 停止 ” 。比如，有學生想讓機器人前進3 秒，就需要這樣輸入 :“ 前進 ” 、 “ 延時 3 秒 ” 、 “ 停止 ” 。然而，我們的思維意識里，是不需要&

9、amp;ldquo; 停止 ” 的，認為輸入:“ 前進” 、 “ 延時 3 秒 ” 就可以了。結(jié)果呢, 機器人會一直前進，直到程序的下一個電動機命令執(zhí)行。在這里，人腦和機器人“ 大腦 ” 產(chǎn)生沖突，人的想法機器人不能“ 理解 ” 。再者，程序語言的最后一句是“ 程序結(jié)束 ” ，有不少學生在編程時的后幾句是:“ 后退 ” 、 &ld

10、quo; 延時幾秒” 、 “ 程序結(jié)束” 。對于這樣的“ 命令 ” 機器人會做何反應呢, 答案是，機器人會一直后退下去，直到電源無電為止。“ 程序結(jié)束 ” 不僅不能理解為機器人停止，并且也不能認為程序執(zhí)行結(jié)束了，它有可能以別的狀態(tài)來“ 完成任務 ” 。程序語言的特性，決定了機器人獨特的“ 性格 ” ，他很我們?nèi)说乃季S習慣有時會格格不入，我們需要對程序語言充分理解，才能克服思維定

11、勢，做到“ 知己知彼” 。三 ) 因為機器人本身結(jié)構特點，思維定勢產(chǎn)生的影響。機器人本身是一個機械的、動力的結(jié)構，它的先天條件會影響到人的思維定勢，比如“ 前進 ” ，我們會認為是機器人直行，但有時事實卻是機器人斜著畫出圓弧，這是因為機器人的兩部電動機動力不同造成的。還有，機器人演奏音樂，是通過揚聲器來實現(xiàn)的，揚聲器與電動機是相對獨立的結(jié)構，沒有什么聯(lián)系，但我們應注意，控制揚聲器的程序語言( 音樂、音符、蜂鳴等) ，對電動機來說，有 “ 延時 ” 的作用，二者是有聯(lián)系的。對學

12、生來說，了解機器人“ 硬件 ” 一樣不能掉以輕心，固循思維定勢，而要清楚的知道機器人的構造，運行狀況，才能更好的用程序來控制它。三、合理利用教學手段顛覆思維定勢可以知道，思維定勢效應在編程中是普遍存在的，有些被很好的利用了，有些卻產(chǎn)生了“ 副作用 ” 需要去打破。針對學生的心理活動特點，如何來引導他們克服不利的思維定勢呢,一 ) 及時傳遞正確信息由于程序內(nèi)容對學生而言，比較多，且不易理解，很容易陷入思維定勢的誤區(qū)，針對這一狀況，教師除了講解程序之外，更要注意時刻關注學生活動、及時傳遞正確信息，引導他們朝著正確的方向

13、探索。二 ) 實例演示克服思維定勢學生的理解能力有一定的限度，有些內(nèi)容用語言表達效果不是很好，這時要考慮實際演示，讓學生真實的感受到思維定勢的效應，本篇文章來自資料管理下載。比如，用語言（ 前進 3 秒 ） 請一位學生前進，用同樣的程序（“ 前進 ” ，“ 延時 3 秒 ”） 控制機器人前進，對比兩者異同，答案則是一目了然—&mdash大會停下來，機器人會“走”下去。三 ） 反復實踐，大膽開拓實踐出真知，鼓勵學生，不要怕出錯，在教師的引導下，反復進行實踐，讓他們自己去利用思維定勢，克服思維定勢，確切無誤的了解自己的