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新升本科院校學(xué)生程序調試能力的調查研究
摘要：編程者在程序調試時(shí)對出現錯誤的處理能力是影響學(xué)好程序設計的主要因素。通過(guò)對某校計算機專(zhuān)業(yè)一二年級學(xué)生的調查發(fā)現：初學(xué)編程者的程序調試能力都比較弱。這與他們花在學(xué)習編程的時(shí)間少，對編程環(huán)境不是很熟悉、編程經(jīng)驗少以及教師的教學(xué)方法陳舊有關(guān)。分析導致這樣結果的原因，提出改進(jìn)教學(xué)的方法。
關(guān)鍵詞：編程;調試能力;集成環(huán)境;錯誤信息
0、引言
編程者在程序調試時(shí)對出現錯誤的處理能力是影響學(xué)好程序設計的主要因素 如果學(xué)生具有較強的程序調試能力.程序設計中許多抽象的理論與方法f例如數據類(lèi)型、數據結構、存儲結構、算法思想等)就容易理解。而不重視、不擅長(cháng)調試程序的學(xué)生。即使卷面考試成績(jì)較好.他們在軟件開(kāi)發(fā)方面也會(huì )困難重重 在全國所有本科院校中.新建的本科院校大概占總數的三分之一。這些學(xué)生與老牌本科學(xué)校的學(xué)生相比.存在著(zhù)文化基礎較差.學(xué)習能力也不是太好等劣勢。計算機專(zhuān)業(yè)的學(xué)生也不例外.他們在學(xué)習程序設計時(shí)也表現出一些與重點(diǎn)高校學(xué)生不一樣的特點(diǎn) 事實(shí)上.我校學(xué)生在畢業(yè)設計時(shí).很多學(xué)生在程序調試方面.表現出調試能力差，少數甚至根本就不具備程序調試能力 為了搞清楚這個(gè)問(wèn)題.我們做了本次調查研究在程序設計過(guò)程中，盡管平常他們編寫(xiě)的程序規模都很小。一般只有幾十行.很少有上百行的程序.但由于各種各樣的原因.程序中總是存在一些錯誤.需要通過(guò)調試來(lái)解決。但很多學(xué)生有時(shí)因為一個(gè)小小的語(yǔ)法錯誤或調試不當。往往需要幾小時(shí)、幾天甚至更多的時(shí)間來(lái)調試本次調查采用了自編問(wèn)卷.該問(wèn)卷涉及的問(wèn)題主要有調查學(xué)生用于學(xué)習編程的時(shí)間、對集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的程序調試功能與技巧的了解、導致程序出錯的提示信息與錯誤原因、教師教授程序設計課的方法 調查時(shí)從我校計算機科學(xué)系抽取一年級和二年級兩個(gè)年級的學(xué)生。這些學(xué)生接觸程序設計時(shí)間不長(cháng)，符合初學(xué)者的范疇。本次問(wèn)卷調查采用無(wú)記名的方式，在教室和實(shí)驗室集中發(fā)放問(wèn)卷，當場(chǎng)收回，一共發(fā)放問(wèn)卷140份，收回122份，其中9份不合格，合格率為92.63% ，符合調查研究的要求。
1、現狀
1.1 學(xué)習編程時(shí)間方面
從調查中了解到.被調查者每周用于學(xué)習編程的時(shí)間并不多(除上課外每天用2小時(shí)學(xué)習編程就算一天)。
每周用不到一天時(shí)問(wèn)學(xué)習編程的48.67%.用l 2天的有38.05%.而3天以上的只有13.27% 每周學(xué)習編程時(shí)間在2天以下的就占86.72% .說(shuō)明初學(xué)編程者用于學(xué)習編程的時(shí)間太少.還不到一個(gè)星期一半的時(shí)間。
1.2 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的程序調試功能與技巧從調查中了解到.學(xué)生對自己使用的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中程序調試功能了解的有l9.47% .對調試功能不是太了解的有74.34% . 而完全不知道調試功能的占6.19% 因而可以看出大部分人對自己所使用的編程環(huán)境功能不是太了解程序調試技巧有許多.調查表明學(xué)生對程序調試技巧的了解還是比較好 能夠在調試時(shí)設置斷點(diǎn)進(jìn)行調試的占有58.41%.知道調試中運用單步執行進(jìn)行調試的占有54.87%.能夠在調試中運用輸出關(guān)鍵信息進(jìn)行檢查錯誤的占有30.97% .使用最簡(jiǎn)單的方法查看關(guān)鍵語(yǔ)法的占有31.86% 從這些數據可以得出初學(xué)編程者已經(jīng)掌握了一種或是幾種程序調試的技巧和方法
1.3 導致程序出錯的原因和出錯信息的理解方面導致程序出錯有很多原因.調查表明語(yǔ)法錯誤導致程序出錯有35.40% . 邏輯錯誤導致程序出錯有41.59% .運行錯誤導致程序出錯有7.96% .書(shū)寫(xiě)錯誤導致程序出錯有15.04% 因而這些學(xué)生編程時(shí)程序 錯的主要原因是語(yǔ)法錯誤和邏輯錯誤程序調試出現錯誤時(shí).一般都會(huì )在屏幕上提示出錯的信息.調試者能否看懂這些提示是修改錯誤的關(guān)鍵 調查顯示.對提示的錯誤信息能理解的只有6.19% .而87.61%的只能看懂一部分提示信息.6.19%的完全不懂提示信息 能夠根據錯誤信息快速修改錯誤的有7.08% .有74.34%的有時(shí)能夠根據提示的信息修改錯誤.有18.58%的不能根據提示信息修改錯誤 從這些數據看出.初學(xué)編程者還要對編程環(huán)境更加熟悉。
1.4教師在程序設計課程授課方面教師在學(xué)生程序調試能力的學(xué)習中起著(zhù)極其重要的作用.其教學(xué)方法直接導致學(xué)生編程能力的好壞 從調查中了解到教師在程序設計課中主要講授問(wèn)題分析的有10.62% .主要講授算法分析的有23.01% .主要講語(yǔ)法結構的占61.95% .強調程序調試技巧的只占4.42% 通過(guò)這些數據可以得出.教師對語(yǔ)法結構的講解占了很大比例.其他例如算法設計和問(wèn)題分析只有小部分.教師沒(méi)有注重學(xué)生程序設計能力的培養和訓練.而是只局限于程序語(yǔ)言的教學(xué)編程者的程序調試技巧除了平時(shí)自己積累外.更多的是在學(xué)習編程中教師的指導 而在具體講授調試技巧方面.調查表明教師強調設置斷點(diǎn)進(jìn)行程序調試占32.74% .單步執行進(jìn)行程序調試占42.48% .查看語(yǔ)法結構進(jìn)行程序的調試占54.87% .輸出關(guān)鍵信息進(jìn)行程序調試占30.97% .不強調技巧的占11.50%
2、原因分析與討論從上面的分析結果表明影響初學(xué)編程者調試能力的原因主要是自身原因和教師的原因兩方面
2.1 用于學(xué)習編程時(shí)間的多少是學(xué)好程序設計的重要方面從我校人校學(xué)生的基本素質(zhì)來(lái)看.普遍存在著(zhù)學(xué)生基礎較差，沒(méi)有養成良好的學(xué)習(行為)習慣.學(xué)習和做事隨意性較大 在學(xué)習中吃苦耐勞的精神不夠.特別是在學(xué)習計算機語(yǔ)言編程類(lèi)課程時(shí).不愿在專(zhuān)業(yè)學(xué)習方面花時(shí)間，學(xué)習的自覺(jué)性也不高。調查顯示，每周用于學(xué)習編程時(shí)間在2天以下的就占86.72% .而只有少部分學(xué)生每周用于學(xué)習的時(shí)間在3天以上。顯然.大部分學(xué)生用于學(xué)習編程時(shí)間太少.直接導致對整個(gè)程序設計不熟悉.學(xué)習起來(lái)非常盲目.從而在程序凋試中出現的主要錯誤都集中在語(yǔ)法錯誤和邏輯錯誤上
2.2 對程序調試環(huán)境功能的掌握是調試程序的關(guān)鍵程序調試離不開(kāi)程序調試環(huán)境.只有較好地掌握調試環(huán)境的功能.知道出錯時(shí)的提示信息.才能很快地改正程序中的錯誤 調查顯示.80.53%的學(xué)生對自己使用的調試環(huán)境功能不是太了解或是根本就不知道其調試功能 對環(huán)境的調試功能不了解導致在凋試過(guò)程中無(wú)法順暢地調試.就算有錯誤也不清楚究竟提示的是什么信息。
2.3 教師程序設計課的教學(xué)方法是學(xué)生學(xué)好程序設計的關(guān)鍵影響學(xué)生程序設計的學(xué)習不只是學(xué)生自己的原因.更多的取決于教師的教學(xué)方法。調查顯示，目前我校程序設計課程基本上仍然以課堂講授為主.其中主要講授語(yǔ)法結構的就占有61.95% .整個(gè)過(guò)程沒(méi)有特別注重學(xué)生程序調試能力的培養和訓練 程序設計是一門(mén)實(shí)踐性很強的課程.學(xué)習與掌握它要進(jìn)行大量的上機實(shí)踐.要進(jìn)行應用開(kāi)發(fā)能力的培養需要輔之一定的綜合性訓練.而教師僅注重程序設計語(yǔ)言的描述.忽略具有針對性的或與實(shí)際問(wèn)題相關(guān)的綜合性訓練.難以使學(xué)生融會(huì )貫通地運用所學(xué)的知識
3、解決的辦法
3.1 學(xué)生應加強程序設計課程的學(xué)習作為學(xué)生.學(xué)習程序設計的最終目標是學(xué)會(huì )編程，而行之有效的學(xué)習方法是學(xué)好編程的關(guān)鍵。針對程序設計課程的特點(diǎn).筆者認為提高程序設計的調試能力應該從以下三方面努力：
●充實(shí)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)基礎知識程序設計是一門(mén)綜合性很強的課程.是多種技能的綜合.要求學(xué)生具備扎實(shí)的基礎知識，根據程序設計課的特點(diǎn).能合理地運用語(yǔ)法，編寫(xiě) 精練的程序，同時(shí)注意文檔的書(shū)寫(xiě).養成良好的編程習慣.使程序中較少出現錯誤
●加強學(xué)生的調試技能訓練編程目的是把寫(xiě)好的程序進(jìn)行調試不會(huì )出現錯誤.調試程序也是一項非常重要的能力.這要求學(xué)生具有扎實(shí)的基礎知識，通過(guò)不斷的上機實(shí)訓，在出現問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程中去學(xué)習程序調試的技巧.總結常見(jiàn)錯誤的排除方法 通過(guò)實(shí)際錯誤的查找與改正.逐步提高程序調試能力
●培養編程的興趣與創(chuàng )新能力程序設計是實(shí)踐性很強的學(xué)科.在實(shí)踐的過(guò)程中.不是簡(jiǎn)單的已有知識的重復.更需要運用已有的知識技能，加|上創(chuàng )新的思考。才能寫(xiě)出精練的程序，在程序中盡量避免邏輯錯誤和運行時(shí)可能出現的錯誤 這個(gè)過(guò)程并不是一帆風(fēng)順.會(huì )遇到許許多多意想不到的困難.這需要具備很好的耐心與毅力.有真正的興趣與好奇心驅使。才能完成這個(gè)過(guò)程3。2 教師在程序設計課程教學(xué)時(shí)要改進(jìn)教法教師在程序設計課程的教學(xué)中要適當地采取一些有效的教學(xué)方法.提高學(xué)生的學(xué)習興趣.提高教學(xué)質(zhì)量.這才有利于學(xué)生學(xué)好編程。
●強化實(shí)驗教學(xué)環(huán)節.提高學(xué)生程序調試能力程序設計課是一門(mén)實(shí)踐性很強的課程 有時(shí)候學(xué)生把程序寫(xiě)出來(lái)了.在調試環(huán)境中卻花很長(cháng)時(shí)間調不出來(lái)，成了學(xué)習中的“攔路虎”。與其讓學(xué)生花費很多時(shí)間去摸索.不如及時(shí)給予指導，在程序設計實(shí)驗中加強程序調試內容的教學(xué).即強調程序調試方法與技巧(例如單步調試、設置斷點(diǎn)、輸出關(guān)鍵變量值等)，可以邊講邊讓學(xué)生上機實(shí)驗.這樣可以更快更好地訓練學(xué)生的調試能力 上機實(shí)驗還可加深學(xué)生對基礎知識和算法的理解.是提高編程能力的重要途徑 另外學(xué)生在學(xué)習中存在的疑點(diǎn)、難點(diǎn)可通過(guò)上機調試得到解答。教師也可從學(xué)生上機實(shí)驗出現的問(wèn)題中了解學(xué)生的學(xué)習情況.以便調整教學(xué)進(jìn)度.教學(xué)內容.取得更好的教學(xué)效果。
●定期進(jìn)行上機測試.檢測教學(xué)效果測試是檢查和促進(jìn)學(xué)習的有效方法之一。針對程序設計課程實(shí)踐性強的特點(diǎn)，進(jìn)行定期的上機測試，可以給學(xué)生一定的壓力.督促他們重視實(shí)踐操作。同時(shí)通過(guò)上機測試也可以獲得學(xué)生大量的反饋信息.以便改進(jìn)教學(xué)。
4、結語(yǔ)
本文通過(guò)調查發(fā)現了新升本科高校學(xué)生編程調試能力低的問(wèn)題，分析了其中的原因和提出了改進(jìn)的方法。但由于受到調查樣本數量、地域的限制，其科學(xué)性、代表性可能還不是非常令人滿(mǎn)意.但提出的這個(gè)問(wèn)題值得更多的類(lèi)似我校的其他高校引起重視和研究。
參考文獻
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