基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的軟件測試MOOC課程建設(shè)

鄭 煒，王文鵬，胡德生，劉文興，楊喜兵

（西北工業(yè)大學(xué) 軟件與微電子學(xué)院，陜西 西安 710072）

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的軟件測試MOOC課程建設(shè)

鄭 煒，王文鵬，胡德生，劉文興，楊喜兵

（西北工業(yè)大學(xué) 軟件與微電子學(xué)院，陜西 西安 710072）

分析國內(nèi)外MOOC教育的發(fā)展現(xiàn)狀，提出采用智能選題、以考代評、課堂翻轉(zhuǎn)等全新教學(xué)方法來解決現(xiàn)存教育模式問題，介紹基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的軟件測試課程建設(shè)成果。

MOOC計(jì)算機(jī)； 軟件工程；互聯(lián)網(wǎng)+；課程建設(shè)

中圖分類號：G642

1 國內(nèi)外MOOC教育的發(fā)展現(xiàn)狀

21世紀(jì)初以來，MOOC的興起引起了高校的廣泛關(guān)注。特別是2012年以后，美國頂尖大學(xué)陸續(xù)設(shè)立了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，開始提供免費(fèi)網(wǎng)絡(luò)課程； Coursera、Udacity、edX三大課程提供商給學(xué)生提供豐富的網(wǎng)絡(luò)在線課程學(xué)習(xí)機(jī)會。在全球范圍內(nèi)，目前已有數(shù)百萬人注冊參與了各類MOOC教育系統(tǒng)。目前已有14個(gè)國家和地區(qū)的94所大學(xué)與組織加入了Coursera，上述數(shù)字還在不斷上升。這場由美國知名大學(xué)發(fā)起的教育風(fēng)暴已蔓延到世界各地，我國教育部高度重視大規(guī)模在線教育，部分高校也已積極投身MOOC浪潮之中，其中，清華大學(xué)與北京大學(xué)于2013年5月加入了edX，并有多門課程上線；北京大學(xué)、上海交大與復(fù)旦大學(xué)加盟了Coursera[1]。與此同時(shí)，我國一些重點(diǎn)大學(xué)也正在嘗試?yán)肕OOC方式進(jìn)行教學(xué)方法改革。

MOOC課程在我國各大高校的建設(shè)過程中歷經(jīng)多方的完善和補(bǔ)充，現(xiàn)已形成一個(gè)較為成熟的線上教學(xué)體系，其課程特征主要體現(xiàn)在工具資源多元化、課程易于使用、課程受眾面廣、課程參與自主性強(qiáng)等方面。同時(shí)，MOOC也使得各大高校可以在全國范圍內(nèi)選擇最優(yōu)秀的在線課程資源建設(shè)課堂教學(xué)環(huán)境，改善教學(xué)方式。此外，由MOOC引起的全國優(yōu)質(zhì)教育資源重組，將促進(jìn)全國范圍開放課程資源整合、大學(xué)課堂云平臺建設(shè)、新型精品共享課建設(shè)；網(wǎng)絡(luò)化、信息化、共享在線課程教育將使得教育傳播服務(wù)方式產(chǎn)生前所未有的變革。

在國內(nèi)最大的MOOC在線課程學(xué)習(xí)平臺上，北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、中國人民大學(xué)等68所國內(nèi)優(yōu)秀高校已積極投入到MOOC課程的建設(shè)浪潮之中。截至目前，中國大學(xué)MOOC平臺已經(jīng)在諸多學(xué)科分支方向上開設(shè)了近1 100門課程[2]，其課程分布如圖1所示。

圖1 中國大學(xué)MOOC平臺課程分布情況

由于MOOC的多數(shù)課程建設(shè)始于計(jì)算機(jī)專業(yè)，因此，MOOC對于計(jì)算機(jī)與軟件工程專業(yè)的影響最為深刻。在已經(jīng)收錄的工程技術(shù)類課程里，計(jì)算機(jī)與軟件工程專業(yè)占了很大部分。鑒于現(xiàn)已開設(shè)科目種類的廣泛性，以及對受教群體學(xué)習(xí)需求的集中整理，我們特別開設(shè)了軟件測試在線教學(xué)課程，并且以此課程為基礎(chǔ)取得了一系列優(yōu)秀的教學(xué)成果。

2 軟件測試MOOC課程的教學(xué)模塊設(shè)置

軟件測試是一門技術(shù)性很強(qiáng)的專業(yè)課程，對學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)要求很高。本課程兼顧培養(yǎng)“高級工程應(yīng)用型人才”和“頂尖學(xué)術(shù)研究型人才”，在注重“基礎(chǔ)理論+實(shí)踐應(yīng)用”的基礎(chǔ)上，對測試人員職業(yè)素養(yǎng)養(yǎng)成、主流行業(yè)測試工具以及軟件測試研究領(lǐng)域前沿技術(shù)和課題等進(jìn)行探討，一方面為學(xué)生從業(yè)后盡快適應(yīng)工作崗位做好準(zhǔn)備，另一方面挖掘?qū)W生潛能，為其進(jìn)一步從事軟件測試領(lǐng)域?qū)W術(shù)研究奠定基礎(chǔ)。

2.1 MOOC立項(xiàng)

我們開設(shè)的基于MOOC的軟件測試課程為軟件測試技術(shù)的學(xué)習(xí)者提供前沿理論和應(yīng)用實(shí)踐介紹，其內(nèi)容結(jié)構(gòu)簡明合理、層次清晰、深入淺出，注重將軟件測試?yán)碚撝R、技術(shù)與工程實(shí)踐緊密結(jié)合，同時(shí)重點(diǎn)突出一個(gè)“新”字，開創(chuàng)性地引入促使互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新興技術(shù)。軟件測試課程于2015年獲得全國工程碩士研究生教育在線課程建設(shè)項(xiàng)目——學(xué)堂在線（國家級MOOC項(xiàng)目）立項(xiàng)。

2.2 課程結(jié)構(gòu)組成及教學(xué)模塊劃分

我們采用最新的信息化技術(shù)和傳統(tǒng)教育教學(xué)相結(jié)合的方式，總結(jié)互聯(lián)網(wǎng)教育教學(xué)和傳統(tǒng)教育教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，力圖解決新形勢下的“互聯(lián)網(wǎng)+”教育教學(xué)方式存在的交流互動(dòng)性缺乏等問題，形成一個(gè)較為完整的教學(xué)流程和成熟的教學(xué)體系，其課程結(jié)構(gòu)組成及具體應(yīng)用階段如圖2所示。

圖2 課程結(jié)構(gòu)組成與應(yīng)用階段

1）軟件測試課程網(wǎng)上視頻教學(xué)。

現(xiàn)代軟件測試與傳統(tǒng)的軟件測試不一樣，它貫穿整個(gè)軟件生命周期，涉及各種軟件開發(fā)技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)以及測試技術(shù)，覆蓋軟件各種應(yīng)用領(lǐng)域，面臨不同的專業(yè)領(lǐng)域知識，所要求的投入與軟件開發(fā)相比規(guī)模同等甚至更高[3]。隨著科技的進(jìn)步，以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”、智能移動(dòng)平臺為基礎(chǔ)的各類應(yīng)用也是層出不窮。針對當(dāng)前新型軟件應(yīng)用，我們推出軟件測試課程網(wǎng)上視頻教學(xué)，采用線上教學(xué)模式，實(shí)時(shí)更新、優(yōu)化教學(xué)資源。該模塊主要應(yīng)用在授課階段，旨在幫助相關(guān)從業(yè)者盡快了解軟件工程領(lǐng)域中的相關(guān)知識結(jié)構(gòu)，同時(shí)優(yōu)化教學(xué)資源配置。軟件測試課程網(wǎng)上視頻教學(xué)模塊具體內(nèi)容如圖3所示。

圖3 軟件測試課程網(wǎng)上視頻教學(xué)模塊具體內(nèi)容

2）試題生成與分析系統(tǒng)。

試題生成與分析系統(tǒng)是基于軟件測試教學(xué)課程，由研發(fā)負(fù)責(zé)團(tuán)隊(duì)所開發(fā)的用戶學(xué)習(xí)水平測試軟件，其開發(fā)與應(yīng)用過程涉及大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘、人工智能算法等相關(guān)技術(shù)，其主要功能模塊劃分如圖4所示。系統(tǒng)運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，針對學(xué)習(xí)者考試成績的錯(cuò)題分布情況，分析知識盲點(diǎn)。同時(shí)，針對學(xué)生用戶個(gè)體的知識薄弱點(diǎn)較快完整地生成與其匹配的測試試題。本成果主要應(yīng)用在測評階段，旨在幫助學(xué)生用戶個(gè)體對知識點(diǎn)進(jìn)行查漏補(bǔ)缺，鞏固所學(xué)知識技能。

3）基于APP的軟件測試網(wǎng)站。

基于APP的軟件測試網(wǎng)站作為一個(gè)公益性的軟件測試教育平臺，持續(xù)接收來自各地的相關(guān)從業(yè)者以及學(xué)生用戶的學(xué)習(xí)要求，并為他們提供學(xué)習(xí)機(jī)會、活動(dòng)機(jī)會、教育指導(dǎo)，以及相應(yīng)資源和服務(wù)，平臺具體功能如圖5所示。作為課程教學(xué)的最后一環(huán)，平臺主要應(yīng)用在實(shí)踐階段，旨在幫助學(xué)生用戶參與應(yīng)用實(shí)踐，活學(xué)活用，提高學(xué)生用戶的專業(yè)技能。該平臺主要圍繞學(xué)習(xí)、實(shí)踐、完善提升3個(gè)功能板塊搭建平臺，旨在使受教育者能夠最大限度地汲取知識，鍛煉實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

2.3 課程建設(shè)解決的問題

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的軟件測試MOOC課程建設(shè)所取得的3項(xiàng)教學(xué)成果，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)階段的考核和后期的完善改良，現(xiàn)已初步形成一個(gè)較為成熟的教學(xué)體系框架，同時(shí)它解決了傳統(tǒng)教育模式中存在的一些問題，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）解決了教育成本高、學(xué)習(xí)地點(diǎn)和時(shí)間不自由、共享性差的教學(xué)問題。

圖4 試題生成與分析系統(tǒng)模塊具體內(nèi)容

圖5 基于APP的軟件測試網(wǎng)站模塊具體內(nèi)容

相對于傳統(tǒng)教學(xué)而言，“互聯(lián)網(wǎng)+”形勢下的教育教學(xué)本身有著成本低、共享性高、學(xué)習(xí)時(shí)間和地點(diǎn)自由等優(yōu)點(diǎn)，本成果將傳統(tǒng)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與信息技術(shù)優(yōu)勢相結(jié)合，學(xué)生個(gè)體只需要登錄相應(yīng)的客戶端，就可以輕松擁有實(shí)時(shí)更新的視頻教學(xué)，隨時(shí)根據(jù)學(xué)習(xí)水平自動(dòng)化定制自己的測試試卷。對于學(xué)生的實(shí)踐結(jié)果，本成果通過網(wǎng)絡(luò)平臺也能給出實(shí)時(shí)性的規(guī)范化指導(dǎo)，利用網(wǎng)絡(luò)的線上教育，節(jié)省了教學(xué)開支，學(xué)生個(gè)體可以不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制。

2）解決了教育教學(xué)中學(xué)生的差異性問題。

在教學(xué)中，如何解決學(xué)生的差異性問題，即結(jié)合學(xué)生的不同學(xué)習(xí)情況給出不同的教育教學(xué)方案是一個(gè)重要且復(fù)雜的事情，如何定位學(xué)生的層次、如何結(jié)合學(xué)生層次給出相應(yīng)教學(xué)方案一直以來都是困擾教育工作者的問題。本成果創(chuàng)新性地創(chuàng)建了基于學(xué)生個(gè)體成績分析的試卷生成與分析系統(tǒng)，以及基于APP的軟件測試網(wǎng)站。對于基于學(xué)生個(gè)體成績分析的試卷生成與分析系統(tǒng)，學(xué)生個(gè)體可以通過大量的理論試卷測評審查自己的知識薄弱點(diǎn)，同時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)化地生成對應(yīng)的考試方案與學(xué)習(xí)建議。而對于測試移動(dòng)平臺軟件的測試網(wǎng)站則是通過對學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用操作進(jìn)行記錄，同時(shí)對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對，從而對學(xué)生開發(fā)過程中薄弱的環(huán)節(jié)給出相應(yīng)的指導(dǎo)。從理論到實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的緊密結(jié)合，同時(shí)針對不同學(xué)習(xí)層次學(xué)生的不同知識結(jié)構(gòu)提出合理化指導(dǎo)與建議。此外，系統(tǒng)開放數(shù)據(jù)分析接口，線下教師可以根據(jù)不同學(xué)生的線上分析數(shù)據(jù)制定相應(yīng)的個(gè)性化教學(xué)方案[4]。

3）提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

多年的教學(xué)活動(dòng)顯示，提高學(xué)生的自信度是提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的一個(gè)關(guān)鍵因素。本成果從視頻教學(xué)到理論和實(shí)踐指導(dǎo)平臺均采用循序漸進(jìn)的指導(dǎo)與教學(xué)方式，教學(xué)前采用簡單入門教學(xué)方式，目的是提高學(xué)生的自信度；后期根據(jù)學(xué)生以往的測試數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)進(jìn)度可以適當(dāng)提高難度，系統(tǒng)不定期劃分學(xué)習(xí)小組，以小組平均成績?yōu)榛A(chǔ)進(jìn)行競賽，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)競爭意識。同時(shí)線下可以通過學(xué)生的測試數(shù)據(jù)對學(xué)生學(xué)習(xí)心理和學(xué)習(xí)習(xí)慣進(jìn)行指導(dǎo)，以便使學(xué)生樹立良好的學(xué)習(xí)觀，讓學(xué)生輕松進(jìn)階，在樂趣中學(xué)習(xí)。

4）在師生間建立了良好的溝通渠道。

傳統(tǒng)的基于互聯(lián)網(wǎng)的教育教學(xué)缺乏有效的相互交流，本成果利用線上線下兩種教學(xué)模式，學(xué)生個(gè)體線上聽課時(shí)，可以及時(shí)反饋學(xué)習(xí)意見，系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)學(xué)生反饋的意見提供給線下授課教師，增強(qiáng)師生之間的交流互動(dòng)。

2.4 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的軟件測試MOOC課程建設(shè)的成果創(chuàng)新點(diǎn)

在“互聯(lián)網(wǎng)+”快速發(fā)展的大環(huán)境中，MOOC課程教學(xué)已經(jīng)成為了一種頗受歡迎的教育模式。我們巧借MOOC之石攻玉，自主創(chuàng)新，成功建設(shè)了基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的軟件測試MOOC課程[5]。與以往的MOOC課程建設(shè)相比，此次建設(shè)成果在多個(gè)領(lǐng)域上實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新，具體如下：

1）線上線下兩種教學(xué)方式結(jié)合，提供給學(xué)生個(gè)體一個(gè)全方位的學(xué)習(xí)平臺。

本成果利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合傳統(tǒng)教育教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，提供一種線上線下教學(xué)方式相結(jié)合的新型教學(xué)模式，一方面線上收集來自每個(gè)學(xué)生個(gè)體的實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)信息，另一方面線下根據(jù)收集數(shù)據(jù)完善教育教學(xué)計(jì)劃，最終為學(xué)生用戶個(gè)體搭建一個(gè)“O2O雙向教學(xué)模式”的學(xué)習(xí)平臺。

2）理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐學(xué)習(xí)相結(jié)合，注重實(shí)踐精神。

MOOC課程建設(shè)收獲的網(wǎng)上教學(xué)視頻、試卷生成與分析系統(tǒng)以及基于APP的軟件測試網(wǎng)站3者相互補(bǔ)充，不僅可以提高學(xué)生個(gè)體的理論基礎(chǔ)知識，也可以提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。同時(shí)系統(tǒng)鼓勵(lì)學(xué)生參加軟件開發(fā)規(guī)范化競賽，通過“以賽代練”的方式著重培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的實(shí)踐精神。

3）注重將學(xué)生的學(xué)習(xí)水平分層，將學(xué)生個(gè)體的知識結(jié)構(gòu)進(jìn)行分層。

首先，本成果制定的系統(tǒng)可以根據(jù)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度自動(dòng)生成不同水平的測試試卷，注重學(xué)生的不同學(xué)習(xí)水平，根據(jù)學(xué)生個(gè)體的知識結(jié)構(gòu)差異，定制不同知識結(jié)構(gòu)的試卷。其次，可以根據(jù)系統(tǒng)的反饋數(shù)據(jù)，線下對不同學(xué)生的不同知識結(jié)構(gòu)給出個(gè)性化的指導(dǎo)。

4）依托精品課程資源，引入數(shù)據(jù)分析技術(shù)。

本成果依托軟件測試、基于模型的軟件驗(yàn)證與測試、軟件工程等精品課程資源，起點(diǎn)較高，受益面廣。同時(shí)結(jié)合數(shù)據(jù)分析技術(shù)，真正定制屬于自己的個(gè)人教學(xué)方案，摒棄了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的資源冗余。

3 MOOC課程建設(shè)成果的推廣應(yīng)用效果

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的軟件測試MOOC課程所收獲的3項(xiàng)教學(xué)成果，充分利用和結(jié)合了信息技術(shù)的共享性與可永久存儲性等特點(diǎn)，在提高教育資源共享性的同時(shí)，大大降低了教育資源的成本。在學(xué)生用戶和授課教師的一致努力下，現(xiàn)已經(jīng)取得了較為良好的推廣應(yīng)用效果。

1）視頻點(diǎn)擊量不斷增加，在線學(xué)習(xí)總時(shí)間增多。

教學(xué)成果中實(shí)時(shí)更新的教學(xué)課程是基于數(shù)據(jù)支撐的，其中主要數(shù)據(jù)來源于試卷生成平臺，通過利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)找出學(xué)生普遍存在的薄弱知識點(diǎn)并進(jìn)行有針對性的網(wǎng)絡(luò)視頻教學(xué)授課，同時(shí)線下進(jìn)行針對性的輔導(dǎo)教學(xué)，明顯提高了學(xué)生的綜合知識水平，大幅節(jié)省了教學(xué)開支；此外，學(xué)生可以隨時(shí)隨地共享網(wǎng)絡(luò)視頻資源。

2）提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

研究成果表明，在線的特色講堂、漸進(jìn)性的試題測試以及APP開發(fā)軟件測試，提升了學(xué)習(xí)積極性比較差的學(xué)生的自信心；此外，本成果在在線課程中提出的分組學(xué)習(xí)且最后以小組平均成績競賽的方式，極大地提高了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識，增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐積極性[6]。

3）線上線下相結(jié)合的教學(xué)方式摒棄了傳統(tǒng)教學(xué)方式的“一視同仁”。

傳統(tǒng)教育教學(xué)存在著不知道如何定位學(xué)生學(xué)習(xí)層次水平的問題，本成果通過分析測試平臺數(shù)據(jù)，對學(xué)生層次水平進(jìn)行定位，并給出不同的指導(dǎo)方案，實(shí)現(xiàn)線上線下相結(jié)合，因材施教，同時(shí)也注重學(xué)生的不同知識結(jié)構(gòu)水平，從而提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，得到了學(xué)生的一致好評。

4）基于APP的測試網(wǎng)站建設(shè)提高了學(xué)生的實(shí)踐積極性。

特色的APP測試網(wǎng)站針對目前比較熱門的移動(dòng)開發(fā)技術(shù)給出規(guī)范化指導(dǎo)，提出漸進(jìn)性的指導(dǎo)方式，結(jié)合偏理論分析的試卷生成系統(tǒng)，給出不同學(xué)習(xí)層次學(xué)生不同種類的指導(dǎo)。經(jīng)過長時(shí)間的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，本成果可以普遍提高不同學(xué)習(xí)層次學(xué)生的成績[7]。

5）成果應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，目前成果所用模式使得改革力度不斷擴(kuò)大。

成果提出的“線上線下教育、因材施教、實(shí)踐與理論結(jié)合”的教育方式，一方面，要求對傳統(tǒng)教育教學(xué)方式和傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)教育方式中存在的問題進(jìn)行改革；另一方面，通過充分吸收兩者的優(yōu)勢，使軟件工程教育改革逐步開展，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，實(shí)現(xiàn)接受知識人群從軟件工程專業(yè)學(xué)生拓展到軟件工程專業(yè)愛好者。

[1] 中國工程教育認(rèn)證協(xié)會秘書處.工程教育認(rèn)證工作指南(2013版)[Z]. 2013.

[2] 徐曉飛. 抓住MOOC之機(jī)遇促進(jìn)計(jì)算機(jī)與軟件工程專業(yè)教學(xué)改革[J]. 中國大學(xué)教學(xué), 2014(1)： 1-3.

[3] 鄭煒. 軟件測試[M]. 西安： 西北工業(yè)大學(xué)出版社, 2011.

[4] Myers G J. 軟件測試的藝術(shù)[M]. 3版. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社, 2012.

[5] 教育部高等教育教學(xué)評估中心. 2013年工程教育專業(yè)認(rèn)證交流研討會會議資料[Z]. 2013.

[6] Pearson VUE[EB/OL]. (2013-02-16)[2013-06-08]. http：//www.pearsonvue.com/.

[7] Coursera [EB/OL]. (2013-02-25)[2013-07-25]. http：//www.coursera.org/.

（編輯：彭遠(yuǎn)紅）

G642

1672-5913(2017)03-0013-05

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（61402370）。

鄭煒，男，副教授，研究方向?yàn)檐浖y試與驗(yàn)證、云測試、大數(shù)據(jù)應(yīng)用與驗(yàn)證等，wzheng@ nwpu.edu.cn。