程序调试能力的培养是目前计算机高级语言程序设计课程的难点之一。传统的基于笔试和上机考试的考察方式无法刻画调试过程的细节,难以对学生的程序调试技能提出有针对性的评价。研制一种程序调试过程的测量系统,对于了解学生在调试过程中的实际过程细节,评估学生的调试水平和能力,实现个性化教学辅导,具有较为重要的意义。本文设计并实现了一种程序调试过程测量系统。该系统能够采集学生在代码阅读和开发过程中的眼动轨迹、人机交互数据,获得关于学生调试活动的基础物理测量数据。然后,本文进一步实现了对于同一调试过程测量的多维数据的同步与聚合功能,进而形成了对不同调试活动片段的语义标注,为解析学生的调试活动细节提供了基础。最后,本文提出了一种基于子任务划分的学生调试过程量化指标,在时间维度上将单个程序调试完整序列分解为多个子任务序列。这些子序列活动可以用来估计学生有意识驱动的程序设计的基本学习活动,并作为分析学生的调试行为细节、及其注意力特征的数据基础。实验测试表明,本文研发的测量系统可以较为有效的识别学生在屏幕阅读代码的行为,实现从原始眼动轨迹到源程序代码行的映射;该系统通过融合多维度的调试过程测量数据,可以有效区分代码阅读、代码编辑、程序运行等动作;基于子任务的量化指标可以提供更多的答题细节,为刻画和评估学生的思维线索提供量化依据。本文的研究工作,可以为计算机程序设计课程中的教师事后评讲、学生自我改进提供数字化依据,并提供技术参考。