從錯(cuò)誤中學(xué)習(xí)：計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程改革實(shí)踐

陳 娟

（國(guó)防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410073）

1 編程能力培養(yǎng)需要“錯(cuò)誤”

編程能力的培養(yǎng)一直被認(rèn)為是程序設(shè)計(jì)課程的重要內(nèi)容之一。2013年底，美國(guó)前總統(tǒng)奧巴馬呼吁每個(gè)美國(guó)人都要學(xué)習(xí)編程，為此還專門錄制了一段視頻，呼吁全民寫(xiě)代碼，在全美引起了不小的反響[1]。奧巴馬的講話中提到“學(xué)習(xí)編程技能不僅對(duì)你的未來(lái)有重要的意義，它對(duì)于美國(guó)國(guó)家的未來(lái)也非常重要”。2013年12月，美國(guó)科技界最大的新聞之一是code.org發(fā)起的“編程一小時(shí)”活動(dòng)[2]。可見(jiàn)，美國(guó)政府及社會(huì)各界對(duì)程序設(shè)計(jì)的重視程度非常高，關(guān)注范圍也非常廣。

我國(guó)對(duì)程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革也十分重視，十分關(guān)注學(xué)生實(shí)際編程能力的提高，并將此作為課程改革的重要目標(biāo)之一，且目前已經(jīng)取得了不錯(cuò)的效果。盡管如此，程序設(shè)計(jì)課程的實(shí)踐能力培養(yǎng)仍然會(huì)遇到諸多新問(wèn)題和新挑戰(zhàn)。其中，學(xué)生在編程過(guò)程中的自我查錯(cuò)與自我糾錯(cuò)能力、教師對(duì)各種錯(cuò)誤案例的分類與整理能力、教學(xué)活動(dòng)中對(duì)于錯(cuò)誤案例的使用和作用發(fā)揮程度等，都從很大程度上影響了學(xué)生編程能力的進(jìn)一步提高。

2014年，ACM計(jì)算機(jī)教育杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)獲得者RobertM.Panoff博士在SIGCSE2014大會(huì)所作的主題報(bào)告中提出一個(gè)鮮明觀點(diǎn)：“Right Answer=WrongAnswer+Corrections”（正確答案=錯(cuò)誤答案+更正）[3]。由此可以看出，錯(cuò)誤對(duì)于找到正確答案的重要性。該觀點(diǎn)在教材方面也有相關(guān)書(shū)籍可以參考，如《C陷阱與缺陷》[4]《品悟C——拋棄C程序設(shè)計(jì)中的謬誤與惡習(xí)》[5]等?！禖陷阱與缺陷》一書(shū)從詞法分析、語(yǔ)法語(yǔ)義、連接、庫(kù)函數(shù)、預(yù)處理器、可移植性缺陷等方面分析了C語(yǔ)言編程中可能遇到的問(wèn)題，最后給出一些具有實(shí)用價(jià)值的建議。

在程序設(shè)計(jì)教學(xué)中，雖然我們已經(jīng)意識(shí)到編程錯(cuò)誤的重要性，但是仍然缺乏系統(tǒng)的分析與研究以及教學(xué)實(shí)踐，如錯(cuò)誤產(chǎn)生的理論基礎(chǔ)是什么、錯(cuò)誤的產(chǎn)生、錯(cuò)誤的分類與更正方法、錯(cuò)誤的避免方法、錯(cuò)誤案例的搜集與分類方法、錯(cuò)誤與編程能力培養(yǎng)之間的關(guān)系等。研究這些問(wèn)題，有助于提高程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)理論水平以及開(kāi)展編程實(shí)踐活動(dòng)的水平，有助于真正提高學(xué)生的編程能力。

2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)教學(xué)改革

2.1 國(guó)外相關(guān)教學(xué)改革現(xiàn)狀

國(guó)際上，計(jì)算機(jī)教育領(lǐng)域的廣大教育研究者長(zhǎng)期關(guān)注著程序設(shè)計(jì)中的編程錯(cuò)誤。20世紀(jì)70年代就出現(xiàn)了關(guān)于編程錯(cuò)誤的相關(guān)研究。文獻(xiàn)[6]對(duì)程序員所犯的錯(cuò)誤給出了系統(tǒng)化的描述，通過(guò)對(duì)42名編程員的數(shù)據(jù)搜集，洞悉各種編程錯(cuò)誤的關(guān)聯(lián)及重要性，其研究中所關(guān)心的問(wèn)題包括程序員易犯的錯(cuò)誤類型、如何找到并更正錯(cuò)誤、不同的編程語(yǔ)言之間是否有差異、編程經(jīng)驗(yàn)對(duì)程序員犯錯(cuò)有什么影響等。

ACM計(jì)算機(jī)科學(xué)教育大會(huì)是ACMSIGCSE的旗艦會(huì)議，是計(jì)算機(jī)教育領(lǐng)域的國(guó)際頂級(jí)會(huì)議。以SIGCSE2017為例，就有多項(xiàng)與幫助學(xué)生識(shí)別編程錯(cuò)誤相關(guān)的教學(xué)研究，如肯特州立大學(xué)開(kāi)發(fā)了一個(gè)工具[7]幫助C語(yǔ)言的初學(xué)者學(xué)習(xí)編程，對(duì)于錯(cuò)誤的類別進(jìn)行了區(qū)分，包括編譯器能夠識(shí)別的語(yǔ)法錯(cuò)誤和編譯器不能識(shí)別的語(yǔ)法錯(cuò)誤。研究者主要關(guān)心以下3個(gè)問(wèn)題：對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，什么錯(cuò)誤是最難定位的、學(xué)生需要花多長(zhǎng)時(shí)間找到并修正錯(cuò)誤以及學(xué)生修正錯(cuò)誤的效果如何。為了回答上述問(wèn)題，研究者收集了以下數(shù)據(jù)：識(shí)別出的和遺漏的錯(cuò)誤類型、定位錯(cuò)誤所需要的時(shí)間、學(xué)生是否具備將錯(cuò)誤與錯(cuò)誤類型相關(guān)聯(lián)的能力以及修正錯(cuò)誤所花費(fèi)的時(shí)間。

美國(guó)艾柏林基督大學(xué)的RaymondPettit等人[8]改善了編譯器錯(cuò)誤消息的準(zhǔn)確度，使得學(xué)生更容易理解錯(cuò)誤，并且更有效地更正錯(cuò)誤；同時(shí)，他們關(guān)注學(xué)生連續(xù)提交相同編譯錯(cuò)誤的次數(shù)是否降低，希望以此證明他們方法的有效性。

2005年，英國(guó)肯特大學(xué)的MatthewC.Jadud[9]在面向?qū)ο缶幊痰膶?dǎo)論課中，關(guān)注了學(xué)生使用BlueJ編程環(huán)境開(kāi)發(fā)Java語(yǔ)言時(shí)的編譯出錯(cuò)情況，并給出最易犯的錯(cuò)誤列表，用以改進(jìn)之后版本的BlueJ開(kāi)發(fā)環(huán)境。他們發(fā)現(xiàn)，在出現(xiàn)的1926個(gè)錯(cuò)誤中，共會(huì)遇到42個(gè)不同的錯(cuò)誤，其中5個(gè)錯(cuò)誤的出錯(cuò)次數(shù)高達(dá)58%。

日本九州大學(xué)信息科學(xué)與電子工程系開(kāi)發(fā)了一個(gè)教學(xué)系統(tǒng)，本科生在學(xué)習(xí)C語(yǔ)言時(shí)可以用它定位錯(cuò)誤并找到解決方案。該教學(xué)系統(tǒng)有兩類日志：C語(yǔ)言編程錯(cuò)誤日志和BookLooper閱讀日志。一旦錯(cuò)誤發(fā)生，系統(tǒng)將分析BookLooper中最常被訪問(wèn)的頁(yè)來(lái)提供相關(guān)材料；系統(tǒng)會(huì)為教師生成一份反饋，以幫助教師對(duì)材料進(jìn)行補(bǔ)充。研究者對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行分類，將常見(jiàn)錯(cuò)誤分成了26類，類別信息也連同錯(cuò)誤日志一起被增加。

調(diào)錯(cuò)系統(tǒng)與錯(cuò)誤定位緊密相關(guān)，文獻(xiàn)[10]中提出教學(xué)生debugging的教學(xué)方法。

2.2 國(guó)內(nèi)相關(guān)教學(xué)改革現(xiàn)狀

近幾年，國(guó)內(nèi)針對(duì)程序設(shè)計(jì)課程也展開(kāi)了多種多樣的改革，如將基于翻轉(zhuǎn)課堂的創(chuàng)客式課堂教學(xué)模式應(yīng)用在程序設(shè)計(jì)課程群中，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力[11]；通過(guò)將任務(wù)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式引入程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中，提出以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力和程序設(shè)計(jì)能力為目標(biāo)的教改思路與方法[12]；對(duì)高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程進(jìn)行慕課建設(shè)[13-14]等。

3 編程錯(cuò)誤的產(chǎn)生與編程能力培養(yǎng)實(shí)踐

3.1 編程錯(cuò)誤的產(chǎn)生與避免

在編程過(guò)程中，無(wú)論是邏輯錯(cuò)誤，還是運(yùn)行錯(cuò)誤，又或者是概念理解錯(cuò)誤，都與人類認(rèn)知密切相關(guān)。根據(jù)人類錯(cuò)誤理論[15]，人類認(rèn)知過(guò)程分為3個(gè)階段：planningstage（計(jì)劃階段）、storage stage（存儲(chǔ)階段）和executionstage（執(zhí)行階段）。錯(cuò)誤根據(jù)人類認(rèn)知過(guò)程而分為3類：slips（鍵入錯(cuò)誤）、lapses（判斷錯(cuò)誤）和mistakes（錯(cuò)誤）。鍵入錯(cuò)誤通常發(fā)生在執(zhí)行階段，是由于不正確地執(zhí)行一個(gè)預(yù)定義動(dòng)作而產(chǎn)生的；判斷錯(cuò)誤通常發(fā)生在存儲(chǔ)階段，是由于疏忽一個(gè)已存儲(chǔ)的預(yù)定義動(dòng)作而產(chǎn)生的；發(fā)生在執(zhí)行階段的mistakes（錯(cuò)誤），是指設(shè)定的計(jì)劃并不適合于達(dá)到期望的目標(biāo)。

C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)過(guò)程中的錯(cuò)誤有多種分類方法，常見(jiàn)的錯(cuò)誤分類方法是將編程錯(cuò)誤分為3類：編譯錯(cuò)誤、邏輯錯(cuò)誤和運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤。編譯錯(cuò)誤是指違反構(gòu)成語(yǔ)言規(guī)則的錯(cuò)誤，通常包括未聲明變量或函數(shù)錯(cuò)誤、變量類型錯(cuò)誤、標(biāo)點(diǎn)及符號(hào)錯(cuò)誤等，如缺少分號(hào)、缺少左（右）花括號(hào)、左右括號(hào)不匹配等；由于編譯錯(cuò)誤會(huì)妨礙程序執(zhí)行，因此所有的編譯錯(cuò)誤都必須在程序運(yùn)行之前被更正。邏輯錯(cuò)誤是指運(yùn)行結(jié)果不是期望的結(jié)果，但是也不會(huì)報(bào)錯(cuò)的錯(cuò)誤，常見(jiàn)的邏輯錯(cuò)誤包括未初始化變量、用賦值號(hào)代替邏輯相等符號(hào)進(jìn)行邏輯判斷、switch語(yǔ)句中缺少break語(yǔ)句、在不需要使用分號(hào)的地方使用分號(hào)等。運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤是指在程序運(yùn)行時(shí)發(fā)生的錯(cuò)誤，常見(jiàn)的運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤包括數(shù)組邊界錯(cuò)誤、內(nèi)存溢出、用零做除數(shù)、未初始化指針錯(cuò)誤、返回對(duì)局部?jī)?nèi)存的引用等。

我們根據(jù)問(wèn)題求解過(guò)程的大致先后順序，將錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因歸為以下5類：①不進(jìn)行自頂向下的問(wèn)題分解，對(duì)于復(fù)雜問(wèn)題直接進(jìn)行代碼編寫(xiě)；②代碼的模塊化設(shè)計(jì)不佳，模塊之間的接口不清晰；③不遵循命名規(guī)則和通用的編程風(fēng)格；④代碼測(cè)試不完善；⑤不進(jìn)行調(diào)試或存在不良調(diào)試習(xí)慣。我們分別對(duì)每類錯(cuò)誤進(jìn)行解釋，并給出避免方法。

第1類錯(cuò)誤是由于沒(méi)有進(jìn)行自頂向下的問(wèn)題分解所產(chǎn)生的。對(duì)此，我們采取的避免措施包括以下3個(gè)方面：①要求學(xué)生學(xué)會(huì)自頂向下的問(wèn)題分解方法，目的是建立“自頂向下、逐步求精”的思維方式，自頂向下的設(shè)計(jì)過(guò)程包括系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)和子系統(tǒng)的逐步精化；②只有完成所有子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，才能開(kāi)始具體的編碼實(shí)現(xiàn)工作，在此之前只能進(jìn)行子系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)；③在編寫(xiě)具體代碼時(shí)，要求先寫(xiě)主程序，主程序由系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)時(shí)確定的所有功能子程序所構(gòu)成，通常調(diào)用了各個(gè)功能子程序，編寫(xiě)完主程序之后再依據(jù)每個(gè)子程序的功能進(jìn)行代碼編寫(xiě)。

第2類錯(cuò)誤是由于代碼的模塊化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不清晰所造成的。避免措施包括：①學(xué)會(huì)從邏輯意義上進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，而非簡(jiǎn)單物理意義上的代碼分割；②必須學(xué)會(huì)定義和使用函數(shù)，定義一個(gè)函數(shù)包括函數(shù)的輸入?yún)?shù)和返回值；③編寫(xiě)盡可能簡(jiǎn)單的函數(shù)，每個(gè)函數(shù)只完成一個(gè)功能，避免出現(xiàn)很長(zhǎng)的函數(shù)，因?yàn)閷?duì)于初學(xué)者而言，適當(dāng)限定每個(gè)函數(shù)的長(zhǎng)度有利于養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣；④為了盡量避免或減少模塊銜接部分產(chǎn)生的錯(cuò)誤，要重點(diǎn)注意不同模塊訪問(wèn)公共數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)可能出現(xiàn)的干擾，以及不同模塊之間使用相同局部變量名所引發(fā)的沖突和錯(cuò)誤。

第3類錯(cuò)誤是由于命名規(guī)則和編程風(fēng)格不好所導(dǎo)致的。避免措施包括：①變量命名要有意義，且命名風(fēng)格盡量保持一致；②注意變量的命名長(zhǎng)度；③編碼盡量規(guī)范，注意縮進(jìn)；④養(yǎng)成編寫(xiě)注釋的習(xí)慣，以下位置一般需編寫(xiě)注釋，如整個(gè)程序的開(kāi)始、關(guān)鍵變量的含義、每個(gè)子程序模塊的功能描述和輸入輸出參數(shù)說(shuō)明；⑤編寫(xiě)程序的說(shuō)明文檔，如標(biāo)注整個(gè)程序的文件結(jié)構(gòu)、版本及日志文件、主要程序功能、輸入數(shù)據(jù)集構(gòu)成、可能的輸出樣例等。

第4類錯(cuò)誤是由于代碼測(cè)試不完整所造成的。這類錯(cuò)誤可以通過(guò)單元測(cè)試和集成測(cè)試盡可能予以避免。①單元測(cè)試是指編寫(xiě)足夠多的單元測(cè)試用例，對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行功能性和完整性測(cè)試；單元測(cè)試要注意測(cè)試用例的完整性，盡可能覆蓋所有的執(zhí)行分支，數(shù)據(jù)要覆蓋所有可能的范圍，如正數(shù)、負(fù)數(shù)、零等；特殊元素的測(cè)試，如零；注意數(shù)組邊界情況的測(cè)試、指針訪問(wèn)空間的有效性、申請(qǐng)的臨時(shí)空間是否及時(shí)回收等。②集成測(cè)試是指對(duì)組裝在一起的多個(gè)模塊進(jìn)行測(cè)試，常用的集成測(cè)試方法包括非漸增式測(cè)試和漸增式測(cè)試。

5類錯(cuò)誤的分類及避免方法如圖1所示。

3.2 基于錯(cuò)誤案例的編程能力培養(yǎng)

3.2 .1錯(cuò)誤案例搜集與分類

錯(cuò)誤案例的搜集與分類須分別從學(xué)生、教師和教輔的角度進(jìn)行考慮。

1）如何指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行錯(cuò)誤的搜集和分類？

（1）要求學(xué)生對(duì)自己在課堂上出現(xiàn)的疑問(wèn)、犯的錯(cuò)誤以及教師的解答進(jìn)行記錄，并每周匯總一次給教輔，同時(shí)將出現(xiàn)的錯(cuò)誤與可能的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行關(guān)聯(lián)式學(xué)習(xí)，避免以后犯類似錯(cuò)誤。

（2）要求學(xué)生對(duì)教師在課堂上的提問(wèn)及展開(kāi)的討論進(jìn)行記錄和整理，包括提問(wèn)的內(nèi)容、相關(guān)代碼、學(xué)生的回答、出現(xiàn)的錯(cuò)誤、調(diào)試方法、調(diào)試演示過(guò)程、相關(guān)調(diào)試技巧和正確解答。

圖15 類編程錯(cuò)誤的避免手段

圖2 編程錯(cuò)誤與編程能力培養(yǎng)之間的關(guān)系

（3）要求學(xué)生對(duì)習(xí)題課上的疑問(wèn)和解決方案進(jìn)行記錄和整理，包括所用機(jī)器的結(jié)構(gòu)、體系結(jié)構(gòu)、編程環(huán)境、調(diào)試選項(xiàng)等。

（4）對(duì)課后作業(yè)中出現(xiàn)的各種錯(cuò)誤進(jìn)行記錄和整理，還包括開(kāi)展的Project項(xiàng)目中出現(xiàn)的各種錯(cuò)誤、不當(dāng)?shù)娜罩疚臋n記錄、bug調(diào)試錯(cuò)誤記錄等。

2）教師如何進(jìn)行錯(cuò)誤的搜集和分類？

③應(yīng)堅(jiān)持骨干工程與配套工程相匹配。骨干水利工程的良性運(yùn)行，離不開(kāi)配套工程的輔佐，田間配套工程是農(nóng)田灌溉的“最后一公里”。應(yīng)加強(qiáng)大中型灌區(qū)田間配套工程的建設(shè)，確保與骨干工程建設(shè)的同步和匹配，以保證工程整體效益的充分發(fā)揮。

（1）對(duì)錯(cuò)誤問(wèn)題的設(shè)計(jì)及課堂提問(wèn)情況進(jìn)行記錄。教師根據(jù)記錄的錯(cuò)誤日志文件，進(jìn)行錯(cuò)誤案例設(shè)計(jì)，并將這些錯(cuò)誤案例穿插在課堂講解中，提問(wèn)并記錄學(xué)生解答情況，以檢測(cè)教學(xué)效果。

（2）對(duì)課堂上學(xué)生的提問(wèn)以及回答情況進(jìn)行記錄，同時(shí)將典型錯(cuò)誤與相關(guān)知識(shí)點(diǎn)關(guān)聯(lián)，采用聯(lián)想式教學(xué)衍生出與此類似的新問(wèn)題。

（3）對(duì)在線答疑時(shí)學(xué)生提問(wèn)及回答情況進(jìn)行記錄。在線答疑與課堂提問(wèn)有所不同，課堂上所提出的問(wèn)題中，有一部分是學(xué)生在學(xué)習(xí)新概念時(shí)沒(méi)能理解的問(wèn)題，這類問(wèn)題通常比較直接；在線答疑的問(wèn)題有時(shí)并不直接，通常是學(xué)生經(jīng)過(guò)反復(fù)思考或長(zhǎng)時(shí)間編程、調(diào)試仍然未能解決的問(wèn)題，這往往也是比較典型的錯(cuò)誤，還有可能涉及其他相關(guān)知識(shí)，對(duì)這類問(wèn)題的記錄要注意保留學(xué)生的出錯(cuò)“現(xiàn)場(chǎng)”，同時(shí)注意跟蹤學(xué)生今后是否還會(huì)犯類似的錯(cuò)誤。

3）教輔如何輔助教師進(jìn)行錯(cuò)誤的搜集和分類？

（1）教輔協(xié)助教師對(duì)提交的錯(cuò)誤進(jìn)行分類和整理，包括按照章節(jié)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行錯(cuò)誤整理，以便教師在下一次教學(xué)中設(shè)計(jì)新的錯(cuò)誤案例；對(duì)學(xué)生所犯錯(cuò)誤的次數(shù)和頻率進(jìn)行分類，幫助教師設(shè)計(jì)錯(cuò)誤案例。

（2）教輔協(xié)助教師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)程度進(jìn)行分級(jí)，并對(duì)不同程度的學(xué)生錯(cuò)誤進(jìn)行歸類，及時(shí)發(fā)布給學(xué)生，同時(shí)選擇性地進(jìn)行課堂講解。

3.2 .2編程錯(cuò)誤分析與編程能力培養(yǎng)

根據(jù)解決問(wèn)題的過(guò)程步驟，我們將編程能力分為4級(jí)，從上到下依次是對(duì)一個(gè)問(wèn)題的抽象能力、進(jìn)行模塊化分解的能力、進(jìn)行子模塊功能定義的能力和實(shí)際編寫(xiě)代碼的能力。如圖2所示，我們給出這4級(jí)編程能力與編程錯(cuò)誤之間的關(guān)聯(lián)。其中，右邊一列代表5類錯(cuò)誤，和圖1中的5類錯(cuò)誤相吻合；雙向箭頭代表這5類錯(cuò)誤與4級(jí)編程能力之間的關(guān)聯(lián)性；左邊一列列出4級(jí)編程能力，用單項(xiàng)箭頭表明問(wèn)題求解過(guò)程中的時(shí)間段。

越往上層的編程能力的缺失或不足，所犯的錯(cuò)誤越難糾正或者糾正的代價(jià)越大，因?yàn)檫@種錯(cuò)誤對(duì)于代碼的影響來(lái)說(shuō)可能是根本的、致命的。這類編程能力的培養(yǎng)有時(shí)需要學(xué)習(xí)其他相關(guān)計(jì)算機(jī)課程，如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法設(shè)計(jì)等，以培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題抽象能力和問(wèn)題分解能力。目前的程序設(shè)計(jì)課程往往比較缺乏對(duì)問(wèn)題分解能力的培養(yǎng)和鍛煉，極大地影響了學(xué)生編寫(xiě)大型程序，且使得學(xué)生無(wú)法高效完成代碼的合作編寫(xiě)。

越往下層的編程能力的缺失或不足，使得所犯的錯(cuò)誤相對(duì)比較集中和明確，容易識(shí)別和糾正，這類錯(cuò)誤通常與編程習(xí)慣的養(yǎng)成有關(guān)，規(guī)范性的東西較多，在教學(xué)過(guò)程中比較容易掌控。對(duì)于這類錯(cuò)誤，目前教學(xué)中比較注重命名規(guī)則和編程風(fēng)格的規(guī)范以及調(diào)試方法，但是往往容易忽略調(diào)試習(xí)慣的養(yǎng)成、高級(jí)調(diào)試技巧的掌握以及代碼測(cè)試的作用，這也影響學(xué)生自我查錯(cuò)能力的鍛煉以及編寫(xiě)大型軟件時(shí)提高全面代碼測(cè)試能力。

4 實(shí)踐效果及反饋

通過(guò)兩個(gè)學(xué)期的實(shí)踐，學(xué)生普遍反映自己編程能力的提高比較明顯，具體體現(xiàn)在3方面：①問(wèn)題分解能力得到提高，掌握了基本的問(wèn)題分解方法和技巧，學(xué)會(huì)了如何將一個(gè)問(wèn)題劃分為多個(gè)子問(wèn)題；②子模塊功能定義能力提高，能夠從邏輯意義上將一個(gè)問(wèn)題劃分成多個(gè)子模塊，并用函數(shù)定義每一個(gè)子模塊的功能，清楚函數(shù)的參數(shù)設(shè)置方法及參數(shù)作用域，學(xué)會(huì)了如何調(diào)用函數(shù)進(jìn)行復(fù)雜問(wèn)題求解；③程序查錯(cuò)及調(diào)試能力提高，絕大部分學(xué)生可以根據(jù)基本的編譯錯(cuò)誤提示快速糾正語(yǔ)法錯(cuò)誤，大部分學(xué)生能夠通過(guò)調(diào)試、跟蹤代碼的執(zhí)行過(guò)程查找語(yǔ)義錯(cuò)誤，部分學(xué)生掌握了通過(guò)斷點(diǎn)設(shè)置方法和條件斷點(diǎn)的設(shè)置查找運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤。

5 結(jié)語(yǔ)

編程能力培養(yǎng)離不開(kāi)編程錯(cuò)誤案例的分析與避免方法，對(duì)此國(guó)內(nèi)外程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)研究者均有認(rèn)同，并在錯(cuò)誤識(shí)別、錯(cuò)誤定位與分析、輔助工具等方面作出大量研究。編程錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因多種多樣，我們從問(wèn)題求解過(guò)程的角度發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因主要有5類，并將這5類編程錯(cuò)誤與編程能力之間進(jìn)行了關(guān)聯(lián)，給出了一些錯(cuò)誤避免方法和建議。

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