Ｃ語言程序設計中程序調試的教學探討

摘要：C語言是計算機專業的一門重要基礎課程。本文介紹了C語言程序設計中關于程序調試的教學探討，針對C語言編程過程中出現的問題以及調試工具的使用提出了具體的課程教學改革措施。

關鍵詞：教學改革 debug調試工具 中斷

隨著計算機技術的飛速發展，計算機早已深入人心，越來越多的學子在選擇大學學習方向時選擇計算機專業。大學的計算機專業是一門知識性和技能性相結合的專業，我們不僅要培養學生對計算機知識的掌握，更重要的是培養學生的動手操作能力，培養學生的專業技能。中國計算機戰略研究報告中指出，新世紀的計算機教育不僅要重視扎實的專業基礎理論學習，更要強調硬件開發、軟件設計的能力培養。要提高學生的硬件開發、軟件設計能力不是一朝一夕的事情，必須從學生踏入計算機專業的大門時就要培養對C語言這門計算機基礎課程的掌握程度。

1.大學計算機專業里C語言的重要地位和作用

C語言為什么這么重要呢？因為C語言可以深入到計算機系統的底層，在編制程序的時候大多數的程序員更愿意使用C語言去描述算法本身，并且很多新型的語言都是衍生自C語言，C++，Java，C#，J#，perl……哪個不是呢？掌握了C語言，可以說就掌握了很多門語言，經過簡單的學習，就可以用這些新型的語言去開發了，這再一次驗證了C語言是計算機程序設計課的重要基礎。并且現在招聘程序員，考試都是考C語言，如果要加入IT行業，那么就一定要掌握好C語言。

2.當前C語言教學中面臨的形勢和任務

C語言是大多數剛剛起步的學生接觸到的第一門程序設計語言，不僅因為其函數、指針等困難的語法使得課程的難度較大，而且學生沒有任何的編程基礎。C語言教學不僅要求熟練掌握C語言的相關命令，還要求有清晰的邏輯思維能力，并且對于幾乎所有的編程分析方法、學習重點、學習難點，學生都是完全陌生的，沒有任何的相關知識和經驗可供借鑒。因此在編寫C語言的程序時，學生往往感到沒有頭緒。

在C語言教學剛開始的幾個章節里，比如數據類型、運算符與表達式，順序程序設計，選擇結構的程序設計等，內容比較簡單，學生比較容易接受，因而上機作業也基本上能夠編寫出來。到了后面的循環結構、數組、函數和指針等章節，因為內容本身比較復雜，編寫的程序稍不注意就會出現這樣或者那樣的錯誤。

當前C語言程序的編制都是在計算機機房中進行的，在教師按照教學目的和要求布置上機任務以后，學生開始構思，努力完成程序設計的內容。但是由于沒有相關的知識和經驗，學生很容易在編寫程序的過程中遇到各種各樣的問題，再加上學生的英語水平掌握有限，出了問題往往會手忙腳亂，這時候可能有很多學生需要教師幫忙調試程序。但是現在每個計算機專業的學生人數都相當的多，而教師基本只有一個，這時候問題就更加突出了。教師不僅要幫著學生調試程序，還要安排課堂任務，檢查上機作業等等，那么一節課很快就過去了，最后也只能是幫著部分學生調試了程序。教師如果只幫著部分學生，那么另外一部分學生因為程序調試不出來就很可能對C語言的學習失去信心，而且幫助學生調試程序雖然可以暫時找出程序中存在的問題，但同時也讓學生對教師產生了依賴，學生會認為只要不會的地方問老師就可以了，不能夠培養學生獨立調試程序的能力，以后他們還是會犯同類型的錯誤。因此如果程序調試過不了關的話，很多學生就會對C語言產生反感，也會對程序設計產生厭煩，覺得程序設計太難，那么不僅會使C語言在教學方面面臨嚴峻的形勢和考驗，而且會使后續程序設計課的教學面臨困境。

3.C語言程序調試的探討

C語言的程序調試分為自己檢查和上機調試，自己檢查是初步的，而且很難找出其中的錯誤，特別對于剛剛學習C語言的學生來說，自己檢查往往檢查不出問題，因此程序的調試一般要上機進行。在上機調試程序時一般系統都會提示出現語法錯誤，語法錯誤包括錯誤（error）和警告（warning）兩種。語法錯誤，比如單詞拼寫錯誤、比較兩個數是否相等的運算符“==”和賦值運算符“=”混淆、數組的下標越界等等都是學生比較容易犯的，出現這些錯誤時系統會提示在程序的哪一行出現了什么類型的出錯，這時候我們要告訴學生這些錯誤信息的含義，以及為什么會有這樣的錯誤。對于這些小的語法錯誤的調試能力我們要在一開始的教學過程中就教給學生，日積月累，積少成多，這樣隨著學生寫的程序越來越多，對于常見的錯誤他們就可以自己找出問題。

錯誤和警告信息是比較簡單的錯誤，很容易排查，但是對于大多數的邏輯錯誤，往往需要仔細檢查和分析才能夠發現。因為邏輯錯誤是非常難發現的，程序在出現邏輯錯誤時不會出現提示信息，只是運行結果不正確。那么這時候要找到這些錯誤，除了仔細分析程序以外，我們還需要借助于調試工具，用調試工具幫我們檢查，我們要將怎樣使用調試工具教給學生，這是C語言教學中一個很重要的內容。

4.調試工具的使用

教給學生使用調試工具是一個很重要的內容，因為不僅C語言的編譯器中提供了程序調試的功能，幾乎所有的語言，比如C++語言、java語言，以及以后的任何一種面向對象的編程工具Visual studio系列的、Visual studio 2005系列的、delpi系列的等等，都提供了debug調試工具，用來幫助編程者找出程序中存在的錯誤。因此如果我們從一開始就給學生樹立程序調試的概念，對以后學習其他的編程語言或者編程工具有百利而無一害，并且學生在學會了使用調試程序以后，就可以自己獨立找出程序中存在的錯誤。

在教學生使用程序調試工具的時候，我在課堂上首先給學生灌輸了程序中斷的概念。所謂中斷就是讓程序在運行的過程中，在運行到某一條程序語句的時候暫時停下來不再繼續運行，就像我們讀一篇文章一樣，遇到不認識的字我們就暫時停下來先去查字典一樣。我們在程序中斷的時候可以借助于調試工具觀察當前變量的值，觀察當前的狀態，通過觀察當前狀態和我們預期的是否一樣就可以判定程序在中斷的位置是否已經出了問題，如果出了問題，就表明錯誤在中斷以前就存在了，這時我們就到前面去尋找錯誤，如果沒有出問題，就表明錯誤應該在后面的程序當中，這時候我們就到后面繼續尋找錯誤。這樣通過一次中斷，我們就縮小了尋找錯誤的范圍。

對于調試工具的使用我用了一個完整的程序來演示，通過一步步縮小范圍，告訴學生怎樣設置中斷，然后怎樣使用調試工具觀察當前程序的狀態，從而找出其中的錯誤，并且改正這個錯誤，學生普遍比較樂于接受。通過給學生教這些調試工具的使用，大多數學生在遇到問題的時候，不再是急于求助于教師，而是自己先看看哪里出現了問題，并力求自己找出錯誤，每當學生自己找出程序存在的錯誤時，那種興奮和成就感往往洋溢在他們的臉上。當學生掌握了調試工具的使用，對于一些問題就可以自己判別哪里出現了問題，從而進一步培養了獨立調試程序的能力，也減輕了教師的負擔。

5.結束語

學生編程能力的培養要從多方面入手，以上是我在計算機教學中教學生進行程序調試的一些探討，在實踐中收到了良好的教學效果，學生的調試程序能力、接受知識的能力和邏輯思維能力都有較大的提高，創造能力也初露鋒芒。

總之，計算機教育是素質教育的一部分，我們不僅要把知識傳授給學生，還要培養學生的技能，真正把素質教育向前推進。

參考文獻：

［1］教育部計算機科學與技術專業教學指導分委員會.中國計算機本科專業發展戰略研究報告，http：//www.edu.cn/20050518/3137796.shtml.

［2］徐曉飛， 廖明宏. 論“研究型、個性化、精英式”人才的素質教育.北京：第七屆全國計算機系系主任論壇論文集，2004.8.

［3］中國計算機科學與技術學科教程2002研究組.中國計算機科學與技術學科教2002.清華大學出版社，2002.8.

［4］譚浩強.C語言程序設計(第三版).北京：清華大學出版社，2005.

［5］譚浩強.C程序設計題解與上級指導(第二版).北京：清華大學出版社，2005.

［6］謝樂軍.C語言程序設計及應用.北京：冶金工業出版社，2004.