编程调试能力即运用计算机科学技术描述问题,设计系统并求解问题的能力,在计算机教育中,对学生编程调试能力的培养一直是重难点。调试能力的培养离不开过程性评价,需要我们采集学生编程调试过程的过程数据,并设计有效的数据解析与分析方法,评价学生调试能力与教学效果,最终反馈到教学。在现有的关于编程调试过程学习行为测量的研究中,有的测量手段单一,不能结合多维数据进行分析评价;有的研究进行了全面测量,但并未在实验中加以验证并给出后续分析。现有文献设计了一种综合测量方法与子序列划分模型,测量了学生在网页改错题与调试改错题中的多维度答题过程数据,提出了子序列划分模型和相关量化指标,初步揭示了学生调试过程的细节。但为了不同题型的统一,该模型将学生决策行为作为划分依据,忽略了编辑活动也是展示调试意图的重要因素。本文改进该模型,提出了划分多层次空间的数据解析模型,将时间维度的学生编程动作作为活动空间,形成编程动作序列;将代码上的学生编程调试活动作为代码空间,形成编程活动序列;将学生在解题任务上的解题活动作为解题空间,形成解题任务序列,提出系列描述学生能力的特征量。三个空间的提出,为我们解析学生编程调试过程多维数据提供了模型,解决了现有文献的解析模型划分粒度和层次不够的问题,有利于还原学生调试行为细节、探究学生调试过程动作意图、评价学生调试能力。同时,本文研制了学生调试过程数据解析与分析工具,包含学生答题模块、数据采集模块、数据预处理模块、数据解析模块和数据分析模块,形成教师出题、学生答题、数据解析与分析、教学反馈的闭环,应用三个空间模型进行数据解析,提出相关指标分析学生能力与教学效果。结合实际教学课程《C语言程序设计》,本文在班级30人范围内进行了4次实验,共8道题,验证了工具的可用性。根据解析出的多层次的数据信息测算了试题质量与学生答题性能的相关指标,给出了教学与学情分析结果。结果表明,本文开发的调试过程数据解析与分析工具可以对学生调试能力给出较为准确的分析,具有重要的教学指导意义和实际应用价值。