自主學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)的軟件測(cè)試課程雙語(yǔ)研究性教學(xué)方法

孫小兵　朱俊武　李斌　章永龍

摘要：軟件測(cè)試課程是軟件工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)必修課程，但傳統(tǒng)的以教師為主的教學(xué)方式所產(chǎn)生的教學(xué)效果并不是很好，學(xué)生學(xué)完該課程后感覺(jué)比較空洞。文章提出一種雙語(yǔ)研究性教學(xué)方法并介紹該教學(xué)方法的實(shí)施過(guò)程，說(shuō)明其特色和教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：自主學(xué)習(xí)；外文文獻(xiàn)研讀；軟件測(cè)試；雙語(yǔ)研究性教學(xué)

0、引言

軟件測(cè)試是從事計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)和維護(hù)專(zhuān)業(yè)的人員應(yīng)該掌握的一門(mén)技術(shù)。軟件測(cè)試是軟件工程中的關(guān)鍵活動(dòng)之一，是保證軟件質(zhì)量的重要手段，其工作量通常占軟件開(kāi)發(fā)總工作量的50%以上，而對(duì)于某些可靠性要求極高的軟件系統(tǒng)，如航天、銀行等領(lǐng)域的軟件系統(tǒng)，軟件測(cè)試占軟件開(kāi)發(fā)總工作量的比例甚至達(dá)到60%～80%。軟件測(cè)試的目的是發(fā)現(xiàn)軟件中的錯(cuò)誤，并及時(shí)修正這些軟件錯(cuò)誤，以減少軟件在發(fā)布后出現(xiàn)錯(cuò)誤，提高軟件產(chǎn)品質(zhì)量。軟件測(cè)試是一項(xiàng)需要專(zhuān)業(yè)技能的工作，它包含許多理論和實(shí)踐。如果缺少這些理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，測(cè)試的深度和廣度就不夠，測(cè)試質(zhì)量也就無(wú)法保證，從而導(dǎo)致軟件質(zhì)量達(dá)不到要求，影響軟件的可信性。

由于國(guó)內(nèi)軟件產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀所致，很多的軟件公司屬于軟件外包型公司，這些公司以軟件開(kāi)發(fā)為主。這樣，軟件工程專(zhuān)業(yè)很大一部分學(xué)生畢業(yè)后通常從事軟件開(kāi)發(fā)或者程序員工作，這也影響著學(xué)校對(duì)軟件工程專(zhuān)業(yè)的設(shè)置。因此，當(dāng)前高校在軟件工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置上往往將很大一部分精力放在軟件開(kāi)發(fā)課程的設(shè)置上，如各種語(yǔ)言的學(xué)習(xí)、軟件開(kāi)發(fā)方法的學(xué)習(xí)等。但是，軟件工程不僅包括軟件開(kāi)發(fā)，還包括軟件測(cè)試以及軟件維護(hù)。大部分國(guó)外大型軟件公司，如微軟、IBM等公司，這些公司對(duì)軟件測(cè)試非常重視。在這些公司內(nèi)部，軟件測(cè)試人員數(shù)量并不比軟件開(kāi)發(fā)人員少，因?yàn)橐粋€(gè)優(yōu)秀的軟件產(chǎn)品最終是通過(guò)不斷的軟件測(cè)試進(jìn)行驗(yàn)證和評(píng)價(jià)的。隨著軟件工程課程的不斷完善，當(dāng)前軟件測(cè)試的重要性已逐漸得到重視，很多高校已將軟件測(cè)試課程作為軟件工程專(zhuān)業(yè)課程中的必修課程。該課程是軟件工程的核心組成部分，是連接軟件開(kāi)發(fā)和軟件發(fā)布的紐帶。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生要了解軟件測(cè)試及其管理的重要性，掌握軟件測(cè)試基本理論、技術(shù)和方法，具備研究設(shè)計(jì)測(cè)試用例和使用自動(dòng)化測(cè)試工具的基本方法和實(shí)踐能力，能將測(cè)試驅(qū)動(dòng)的理念融入軟件開(kāi)發(fā)、維護(hù)的研究與應(yīng)用中，從工程化角度提高和培養(yǎng)學(xué)生從事大型軟件的測(cè)試技術(shù)和能力。

盡管軟件測(cè)試課程已作為軟件工程專(zhuān)業(yè)的必修課程，但從教師和學(xué)生兩個(gè)角度對(duì)該課程的調(diào)查反饋發(fā)現(xiàn)，教師覺(jué)得該課程不好教，教學(xué)效果不好；而學(xué)生感覺(jué)該課程較空洞，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其在實(shí)際軟件開(kāi)發(fā)中有多大的應(yīng)用。這主要因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的軟件測(cè)試教學(xué)中，學(xué)生只是被動(dòng)地參與，聽(tīng)教師授課，聽(tīng)教師講授各種軟件測(cè)試概念和方法，但學(xué)生并沒(méi)有真正學(xué)到這些理念，并沒(méi)有對(duì)這些方法進(jìn)行應(yīng)用。所以這種傳統(tǒng)的軟件測(cè)試教學(xué)方法效果很難令人滿意。

揚(yáng)州大學(xué)信息工程學(xué)院將軟件測(cè)試課程作為一門(mén)雙語(yǔ)研究性課程進(jìn)行試點(diǎn)改革，探討如何更好地進(jìn)行軟件測(cè)試課程的教與學(xué)。本文將以該學(xué)院軟件工程專(zhuān)業(yè)軟件測(cè)試課程為例，探討學(xué)生自主學(xué)習(xí)的軟件測(cè)試雙語(yǔ)研究性教學(xué)方法。筆者作為該課程的授課人實(shí)施了本文的軟件測(cè)試教學(xué)方法，其目的是研究如何促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行雙語(yǔ)研究性教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)軟件測(cè)試新技術(shù)，從而讓學(xué)生學(xué)到軟件測(cè)試課程中的一些測(cè)試?yán)砟睿屗麄兞私廛浖y(cè)試在整個(gè)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的重要性。

1、軟件測(cè)試雙語(yǔ)研究性教學(xué)

軟件測(cè)試雙語(yǔ)研究性教學(xué)主要包括三方面內(nèi)容：教學(xué)、研究、實(shí)踐。這三者在軟件測(cè)試雙語(yǔ)研究性教學(xué)中的關(guān)系是：以教學(xué)為本學(xué)習(xí)，以研究為重點(diǎn)突破，以實(shí)踐為輔助訓(xùn)練。下面分別介紹這三方面的內(nèi)容：

1）教學(xué)方面。

軟件測(cè)試雙語(yǔ)研究性教學(xué)和傳統(tǒng)的軟件測(cè)試教學(xué)一樣，根據(jù)軟件測(cè)試教學(xué)大綱進(jìn)行教學(xué)，主要包括軟件測(cè)試基本概念、軟件測(cè)試基本方法、白盒測(cè)試、黑盒測(cè)試等。由于研究性教學(xué)過(guò)程中加入了研究，所以教學(xué)是以基本的測(cè)試?yán)碚摵图夹g(shù)為主。另外，在教學(xué)過(guò)程中，由于本課程屬于雙語(yǔ)課程，所以教學(xué)過(guò)程中采用英文PPT，中文授課方式進(jìn)行教學(xué)。另外，教學(xué)主要以啟發(fā)式教學(xué)為主，讓學(xué)生更多參與課堂討論，由于本文主要討論研究方面，所以這里對(duì)教學(xué)不做詳細(xì)討論。

2）研究方面。

本課程采用的是研究性教學(xué)，因此研究是本課程的重點(diǎn)和特色。本課程所采取的研究方式主要以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，采用閱讀文獻(xiàn)的方式。由于本課程是雙語(yǔ)教學(xué)，研究過(guò)程中所提供的文獻(xiàn)材料全部是英文論文，這些材料都是從當(dāng)年軟件工程領(lǐng)域頂級(jí)國(guó)際會(huì)議中選取的有關(guān)軟件測(cè)試方面的最新技術(shù)和方法，這樣有助于學(xué)生開(kāi)闊視野，了解最新的軟件測(cè)試技術(shù)、方法，及軟件測(cè)試發(fā)展的方向。這一部分的實(shí)施方法將在第3節(jié)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

3）實(shí)踐方面。

軟件工程是實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)，同樣，軟件測(cè)試也是如此。需要通過(guò)不斷的實(shí)踐才能理解和掌握軟件測(cè)試技術(shù)，將測(cè)試?yán)砟钬灤┑杰浖こ添?xiàng)目中。本課程軟件測(cè)試實(shí)踐主要包括三方面內(nèi)容：一是驗(yàn)證性實(shí)踐，熟悉已有測(cè)試工具，學(xué)會(huì)使用這些工具，并利用已有測(cè)試工具生成測(cè)試用例；二是自己開(kāi)發(fā)軟件測(cè)試工具，主要根據(jù)研讀的論文進(jìn)行工具的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)；三是軟件測(cè)試工具的驗(yàn)證和評(píng)估，主要是對(duì)自己開(kāi)發(fā)的工具進(jìn)行驗(yàn)證和評(píng)估。一方面利用已有測(cè)試工具來(lái)驗(yàn)證當(dāng)前軟件測(cè)試工具，另一方面，利用已有軟件測(cè)試知識(shí)評(píng)估測(cè)試工具在故障識(shí)別方面的效率，這有助于學(xué)生更深地掌握軟件測(cè)試技術(shù)，了解什么樣的測(cè)試技術(shù)是好的測(cè)試技術(shù)或者方法，是有效的測(cè)試工具。這一部分也不是本文的重點(diǎn)，因此不詳細(xì)展開(kāi)討論。

2、軟件測(cè)試雙語(yǔ)研究性教學(xué)特色

本課程作為揚(yáng)州大學(xué)軟件工程專(zhuān)業(yè)的試點(diǎn)課程，采用雙語(yǔ)研究性教學(xué)方式進(jìn)行課程的授課和學(xué)習(xí)。對(duì)于雙語(yǔ)性教學(xué)，主要采用英文材料，中文授課；而對(duì)于研究性教學(xué)，主要是讓學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)最新的軟件測(cè)試技術(shù)和方法，研讀相關(guān)的英文論文，進(jìn)行專(zhuān)題報(bào)告和討論，并鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)這些技術(shù)。因此，在本課程的教學(xué)過(guò)程中，主要體現(xiàn)了5個(gè)特性。endprint

（1）自主性：讓學(xué)生從給定的英文材料中自主選擇學(xué)習(xí)材料，自主組建團(tuán)隊(duì)，自主與英文材料作者聯(lián)系、溝通、交流和討論。

（2）協(xié)作性：學(xué)生必須要組建團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)成員數(shù)量由2～4人構(gòu)成，團(tuán)隊(duì)之間相互協(xié)作、配合，共同完成整個(gè)研究性學(xué)習(xí)過(guò)程。

（3）互動(dòng)性：在學(xué)習(xí)過(guò)程中，必須要與論文作者溝通和交流，真正把握論文作者的真正意圖，并嘗試提出自己的見(jiàn)解，與論文作者進(jìn)行討論。

（4）實(shí)踐性：要能夠?qū)崿F(xiàn)論文材料中的軟件測(cè)試方法，在工具開(kāi)發(fā)過(guò)程中，鼓勵(lì)學(xué)生采取測(cè)試驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)方法，并利用所掌握的軟件測(cè)試技術(shù)去測(cè)試自己的工具。

（5）研究性：在研讀論文過(guò)程中，要對(duì)論文進(jìn)行深入的討論和研究，特別是對(duì)作者的思想以及未來(lái)工作、論文中的不足進(jìn)行研究，提出可能的解決方案。

3、軟件測(cè)試雙語(yǔ)研究性教學(xué)實(shí)施

筆者主要針對(duì)軟件測(cè)試雙語(yǔ)研究性教學(xué)過(guò)程中的研究過(guò)程的實(shí)施進(jìn)行討論。在本課程中，研究主要是采用學(xué)生閱讀文獻(xiàn)的方式進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的研究，主要針對(duì)當(dāng)前最新的軟件測(cè)試技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究。研究性教學(xué)具體的實(shí)施過(guò)程如圖1所示。

首先，教師從當(dāng)年軟件工程頂級(jí)國(guó)際會(huì)議中選取軟件測(cè)試相關(guān)的研究技術(shù)論文放入文獻(xiàn)庫(kù)中。這樣的文獻(xiàn)庫(kù)主要用于學(xué)生對(duì)當(dāng)前軟件測(cè)試的學(xué)習(xí)和研究。對(duì)于本科學(xué)生來(lái)說(shuō)，獨(dú)立地去研讀這些最新技術(shù)還有一些難度，而且時(shí)間上也緊張。因此，研究性學(xué)習(xí)主要采取團(tuán)隊(duì)方式一起研究，這樣學(xué)生進(jìn)行自由分組，并且每個(gè)小組指派一名學(xué)生作為小組組長(zhǎng)負(fù)責(zé)該小組的研究性學(xué)習(xí)進(jìn)展。

有了文獻(xiàn)庫(kù)以及學(xué)生分組后，就進(jìn)入自由選題階段，即各個(gè)小組從文獻(xiàn)庫(kù)中選取自己感興趣的論文。在各小組確定自己的研究論文后，進(jìn)行論文的研讀。在論文研讀過(guò)程中，要求每個(gè)小組每周至少討論一次，討論各小組的分工任務(wù)完成情況，對(duì)原文的理解情況，以及對(duì)遇到的問(wèn)題進(jìn)行討論，并且項(xiàng)目小組要及時(shí)記錄這些討論記錄，每周發(fā)送給任課教師。另外，在研讀論文過(guò)程中，每個(gè)小組要用英文與論文作者進(jìn)行溝通與交流（如果作者沒(méi)有回復(fù)，可以選擇與課程教師進(jìn)行交流），并將交流過(guò)程中的對(duì)話記錄下來(lái)作為課程成績(jī)考核的依據(jù)。

在論文研讀后，需專(zhuān)門(mén)安排幾節(jié)課進(jìn)行專(zhuān)題報(bào)告和討論，主要用于檢查各小組對(duì)原文的理解情況。專(zhuān)題討論內(nèi)容包括三方面：一是學(xué)生對(duì)論文內(nèi)容的理解；二是學(xué)生需要提出對(duì)論文的見(jiàn)解和觀點(diǎn)，挖掘論文可能存在的問(wèn)題或?qū)φ撐闹械奈磥?lái)工作部分提出見(jiàn)解；三是本小組研讀論文的體會(huì)分享。在專(zhuān)題報(bào)告中，我們還邀請(qǐng)了學(xué)院的一些其他教師參與進(jìn)來(lái)與學(xué)生們一起討論，一方面，教師對(duì)各個(gè)論文本身進(jìn)行點(diǎn)評(píng)；另一方面，教師對(duì)各個(gè)小組的表現(xiàn)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。另外，在專(zhuān)題報(bào)告中，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與，就是大家要多提問(wèn)，多討論。

專(zhuān)題討論后，各小組要對(duì)原文中軟件測(cè)試技術(shù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。其中，在軟件測(cè)試技術(shù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，鼓勵(lì)采用測(cè)試驅(qū)動(dòng)的軟件開(kāi)發(fā)方法；另外，需使用已有的軟件測(cè)試技術(shù)和工具進(jìn)行測(cè)試。在完成開(kāi)發(fā)軟件測(cè)試工具后，需要選擇一些例子進(jìn)行軟件測(cè)試技術(shù)的驗(yàn)證。最后，各個(gè)小組需要提交一份總結(jié)報(bào)告，主要是關(guān)于技術(shù)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行總結(jié)，包括這幾方面內(nèi)容：對(duì)論文原文的理解或技術(shù)改進(jìn)，采用的測(cè)試技術(shù)和工具，技術(shù)改進(jìn)效果的驗(yàn)證和評(píng)估。

4、實(shí)施效果

該課程已在2012-2013年秋學(xué)期的揚(yáng)州大學(xué)軟件工程專(zhuān)業(yè)的一個(gè)班按照本文教學(xué)方式進(jìn)行實(shí)踐。該班學(xué)生40人，我們從2012年ICSE（International Conference on Software Engineering）、FSE（Symposium on the Foundations of Software）、ISSTA（Symposium on the Foundations of Soft-ware）、ICST（Intemational Conference on Sottware Testing，Verification and Validation）、ICSM（Inter-national Conference on Software Maintenance）等國(guó)際頂級(jí)會(huì)議上選取了44篇軟件測(cè)試相關(guān)的論文作為學(xué)生學(xué)習(xí)的資料庫(kù)。然后讓學(xué)生自由組隊(duì)，每組2～4人一起研讀論文。最后組隊(duì)15組，選擇了15篇論文進(jìn)行學(xué)習(xí)和討論。在研讀論文過(guò)程中，建議學(xué)生自己與論文作者用英文進(jìn)行交流和討論，討論論文中不能理解的內(nèi)容；在研讀完論文后，我們組織了專(zhuān)題報(bào)告，報(bào)告主要包括三方面：一是論文主要內(nèi)容；二是學(xué)生對(duì)論文的看法以及學(xué)生自己的想法；最后就是分享研讀過(guò)程中的體會(huì)。另外，我們鼓勵(lì)學(xué)生用英文進(jìn)行報(bào)告（其中一組采用英文進(jìn)行報(bào)告）。專(zhuān)題報(bào)告過(guò)程中我們還邀請(qǐng)軟件工程系相關(guān)教師一起進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。

通過(guò)這樣的學(xué)習(xí)，大部分小組完成得較好，基本能理解論文內(nèi)容，也提出一些想法和改進(jìn)措施。在研讀論文后，學(xué)生對(duì)論文內(nèi)容和自己的想法進(jìn)行實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。幾個(gè)月的學(xué)習(xí)后，大部分學(xué)生對(duì)這門(mén)課的研究性教學(xué)方式比較認(rèn)可。我們以問(wèn)卷的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行了調(diào)查分析，調(diào)查主要包括對(duì)課程教學(xué)方式的認(rèn)可，對(duì)自己收獲的認(rèn)可等。發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷40份，收回有效調(diào)查結(jié)果28份。該調(diào)查問(wèn)卷由11個(gè)問(wèn)題組成。前10個(gè)是選擇題，如表1所示，是對(duì)當(dāng)前教學(xué)方式和教學(xué)效果的同意或支持程度，由1～5這5個(gè)選項(xiàng)構(gòu)成，其中1表示非常支持（同意），2表示支持，3表示無(wú)所謂，4表示不支持，5表示嚴(yán)重不支持。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。最后一個(gè)調(diào)查問(wèn)題是關(guān)于這門(mén)課程的建議。從表1中可見(jiàn)，學(xué)生還是比較渴望學(xué)習(xí)新的知識(shí)，比較認(rèn)可這種學(xué)習(xí)方式；另外，學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)效果也比較認(rèn)可。最后，無(wú)論從考試效果，還是學(xué)生的反響來(lái)看，這門(mén)課所采用的教學(xué)和學(xué)習(xí)方式是比較成功的。該教學(xué)方式也得到學(xué)院的認(rèn)可，所采用的教學(xué)方式也得到科技日?qǐng)?bào)、新華報(bào)業(yè)網(wǎng)等主流媒體的廣泛關(guān)注和報(bào)道。

5、結(jié)語(yǔ)

軟件測(cè)試課程是軟件工程專(zhuān)業(yè)的必修課之一，如何讓這樣一門(mén)課程不再停留在基本理論上的填鴨式教育是該課程教師必須要解決的問(wèn)題。通過(guò)讓學(xué)生合作、自主閱讀和研究當(dāng)前最新的軟件測(cè)試技術(shù)論文，并嘗試實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用這些測(cè)試技術(shù)，可調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，讓學(xué)生更好地協(xié)作、溝通，從而提高對(duì)軟件測(cè)試的理解和把握。endprint