“查錯表”賦能編程教育

周顯勝

摘要：由于Python功能強大、簡單易學，相比其他語言更容易上手，因此，在新一輪課改中，普通高中信息技術教材均采用了Python作為編程語言。但學生在初學時，普遍存在基礎知識掌握不牢，導致調(diào)試程序耗時過長的通病。為此，本文作者幫助學生搭建基于Python語言的助學支架——“查錯表”，將知識建構(gòu)、代碼糾錯、學情反饋一表融合，解決學生初學Python的困境，并將學習中的生成性資源轉(zhuǎn)化為后續(xù)學習資源，為持續(xù)學習服務。

關鍵詞：編程教育;語言助學支架;查錯表;代碼糾錯

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2021）21-0050-02

問題：調(diào)試程序耗時過長

筆者依據(jù)教材的編排組織教學，學完程序設計語言的基礎知識后，接下來引導學生根據(jù)問題分析，編寫程序描述問題求解過程。在教學實施過程中筆者發(fā)現(xiàn)，學生調(diào)試程序花費的時間非常長，嚴重影響教學進度，無法完成預設的教學任務。

分析：基礎知識掌握不牢

是什么原因造成學生調(diào)試程序耗時過長呢？為了弄清這個問題，筆者從學前現(xiàn)狀、基礎知識、原因與對策三個維度設計了一套問卷，用來調(diào)查和測試學生對Python語言現(xiàn)有知識的掌握情況。筆者抽取了558人參與測試，從學前現(xiàn)狀看，547人在進入高中學習前從沒有接觸過編程教育，占比98.03%;從基礎知識的掌握情況看，20道基礎題，平均正確率為36.56%;從造成的原因看，“課堂知識容量大，沒有及時消化落實”占比81.63%;從尋求幫助的方式看，“會，不需要幫助”占比14.7%，“遇到問題時翻書”占比47.2%，“遇到問題時問同學”占比20.3%，“遇到問題時問教師”占比17.8%。

由此分析出，學生調(diào)試程序耗時過長的原因是：處于Python語言的初學階段，缺乏學習技巧和方法;由于課時少，課堂知識容量大，消化落實不及時，造成規(guī)則不清、表示方法混亂、語法結(jié)構(gòu)不規(guī)范，尋求幫助花費了大量時間，導致調(diào)試程序耗時過長。

策略：搭建語言助學支架

筆者搭建Python語言助學支架，為學生程序調(diào)試遇到錯誤時快速糾錯助力。在探索過程中受到字典、詞典的啟發(fā)，筆者設計出基于Python語言程序設計的“查錯表”，幫助學生實現(xiàn)程序調(diào)試的快速糾錯。

1.什么是“查錯表”？

“查錯表”是指學生在程序代碼編寫、調(diào)試過程中，在遇到錯誤提示時，可快速查找正確的相關規(guī)則、表示方法、語法結(jié)構(gòu)等，并進行糾錯的一種數(shù)字化學習工具。

2.“查錯表”的設計

“查錯表”由名稱、內(nèi)容、示例、查錯頻次四要素構(gòu)成（如下頁圖1）。其中，內(nèi)容由概念、規(guī)則、表示方法、語法結(jié)構(gòu)、操作方法等組成。名稱為知識板塊名稱，如Python的變量、列表等;示例則是一些典型的范例;查錯頻次則記錄查詢糾錯的次數(shù)，用于標識學生對該內(nèi)容出錯的頻率。

3.“查錯表”的生成

“查錯表”以學生自主、按需、動態(tài)生成為架構(gòu)理念（如圖2），以Excel平臺為載體。

具體做法是：首先教師根據(jù)圖1所示的樣式提供統(tǒng)一、規(guī)范的模板;然后學生根據(jù)教師課堂講解，結(jié)合自己的學習能力、知識難易、消化程度等按需構(gòu)建，并隨著學習內(nèi)容的增加而逐步完善，動態(tài)生成;最后學生將自己每次生成的“查錯表”提交給教師檢查，教師批閱后將存在的問題反饋給學生修正。

應用：助力程序調(diào)試糾錯

“查錯表”主要服務于程序調(diào)試糾錯，以“發(fā)現(xiàn)問題→診斷→查詢→糾錯”為操作流程（如圖2）。

例如，學生在編程解決“雞兔同籠”問題時，在程序調(diào)試中出現(xiàn)錯誤提示信息“invalid syntax”（發(fā)現(xiàn)問題），并將錯誤定位于代碼“if 4rabbit+2chicken==94：”。該信息提示“非法語句”，但對初學者來說，僅憑提示語很難找出錯在哪里，此時，通常考慮三種情況（診斷）：一是代碼書寫錯誤，如括號不配對、關鍵字多寫或漏寫等;二是格式不規(guī)范，如沒有嚴格遵守縮進、缺少冒號等;三是語法錯誤，表示方法不正確、不規(guī)范等。學生結(jié)合具體代碼進行診斷，診斷結(jié)果是算術表達式錯誤。在明確錯誤類型后，接著在“查錯表”中查詢算術表達式的表達規(guī)則和表示方法（查詢），發(fā)現(xiàn)該代碼中省略了算術運算符“*”。最后將代碼修改為“if 4*rabbit+2*chicken==94：”。

結(jié)語：一“表”多能 賦能編程

對初學者來說，“查錯表”的生成是學習Python語言的方法，“查錯表”一但生成又轉(zhuǎn)化為編程工具，則將知識建構(gòu)、代碼糾錯、學情反饋三維一體深度融合。

學生在“查錯表”的生成中通過對Python語言基礎知識進行重構(gòu)，加深了對Python語言基礎知識的理解;在程序調(diào)試中，通過查詢“查錯表”的語法規(guī)則、表示方法、易錯易混案例，實現(xiàn)代碼快速糾錯，提高了編程效率，同時對基礎知識再次進行復習鞏固，達到“學—用”緊密融合，良性互動;通過“查錯頻次”反饋學情，為教師教學提供決策，從而精準施教。

人們常說“磨刀不誤砍柴工”，“查錯表”賦能編程教育亦是如此。