基于Scrum方法的軟件測試教學(xué)模式探索與實踐

吳瀟雪，鄭 煒，慕德俊，郭艷靜

（1.西北工業(yè)大學(xué) 自動化學(xué)院，陜西 西安710072；2. 西北工業(yè)大學(xué) 軟件與微電子學(xué)院，陜西 西安 710072）

1 軟件測試教學(xué)現(xiàn)狀

軟件測試是伴隨IT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)的新興工作崗位,不論目前還是將來，人才市場對軟件測試人才都有很大的需求量[1]。軟件測試課程教學(xué)存在的一些問題導(dǎo)致教學(xué)效果與期望目標(biāo)相差較大，需要引入先進(jìn)的教學(xué)管理理念和教學(xué)模式進(jìn)行指導(dǎo)，進(jìn)一步強化對學(xué)生自主能力和實踐能力的培養(yǎng)以適應(yīng)市場發(fā)展的需要。

軟件測試課程是計算機(jī)軟件專業(yè)的一門新課程,該課程的實踐性很強，如果沒有實驗、實訓(xùn)環(huán)節(jié)的支持，用傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方式枯燥地講解測試?yán)碚摵蜏y試方法，會使學(xué)生產(chǎn)生抵觸和厭學(xué)情緒[2]。軟件測試課程使用的工具和測試的對象都是看不見、摸不著的軟件產(chǎn)品，實驗與實訓(xùn)課程的組織和實施有較大的難度，容易造成實驗的隨意性。

目前大部分高校的計算機(jī)相關(guān)專業(yè)所開設(shè)的軟件測試課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容主要包括軟件測試的基本概念，黑盒、白盒測試用例的設(shè)計技術(shù)和測試自動化工具的使用[3]。由于該課程學(xué)習(xí)過程過于短促，加上學(xué)習(xí)內(nèi)容拘泥于書本，所以在課程學(xué)習(xí)結(jié)束后，大部分學(xué)生對該課程的印象較淺，即使是學(xué)習(xí)特別用心的學(xué)生，所學(xué)到的也僅是書面的內(nèi)容，掌握的也只有軟件測試的基礎(chǔ)理論知識，極度缺乏實踐環(huán)節(jié)的經(jīng)驗，仍然無法圓滿完成一個軟件項目測試的實際工作。

隨著軟件工程領(lǐng)域研究的逐步深入，軟件開發(fā)涉及的技術(shù)也層出不窮，如大數(shù)據(jù)、云計算等。不斷涌現(xiàn)的軟件開發(fā)新概念、新方法、新技術(shù)和新工具給軟件測試課程的教學(xué)提出了挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)軟件測試教學(xué)方法顯得捉襟見肘。

2 敏捷開發(fā)與Scrum模型

2.1 敏捷開發(fā)

敏捷開發(fā)又稱“輕型軟件工程”，是以人為核心的軟件開發(fā)思想[4]，強調(diào)開發(fā)人員的溝通、可持續(xù)交付工作以及對軟件需求和開發(fā)問題的快速靈活響應(yīng)。VersionOne公司2017年發(fā)布的第十一次敏捷調(diào)研報告顯示[5]，Scrum以及Scrum與XP的混合模式是大多數(shù)組織的敏捷開發(fā)方法，約占68%以上。

2.2 Scrum開發(fā)模型

Ken Schwaber和Jeff Sutherland 于1993年正式確立Scrum，這一過程已經(jīng)被Yahoo、Microsoft、谷歌、思科、華為、阿里巴巴等公司使用。許多團(tuán)隊表示，Scrum極大地提升了團(tuán)隊的產(chǎn)能和士氣，是一種有效的團(tuán)隊工程控制方法。

Scrum定義團(tuán)隊中的主要角色包括[6]：敏捷教練或項目經(jīng)理（確保團(tuán)隊合理運作Scrum，并幫助團(tuán)隊移除實施中的障礙）；產(chǎn)品負(fù)責(zé)人（確定產(chǎn)品的方向和愿景，定義產(chǎn)品發(fā)布的內(nèi)容、優(yōu)先級及交付時間）；開發(fā)團(tuán)隊（包括美術(shù)、運維、測試等所有需要的專業(yè)人員）。

Scrum 流程[7]包括：①開始Scrum。由產(chǎn)品負(fù)責(zé)人列舉所有產(chǎn)品需求，根據(jù)全部需求明確優(yōu)先級，形成product backlog，開始Sprint 迭代。②Sprint迭代。每個Sprint 之前，先進(jìn)行Sprint計劃會議。首先，由產(chǎn)品負(fù)責(zé)人和開發(fā)團(tuán)隊一起回顧product backlog，彼此交換對此backlog 的看法。其次，由開發(fā)團(tuán)隊從product backlog 中選擇本次Sprint提交完成的需求項，通常按照優(yōu)先級順序來選擇。最后，由開發(fā)團(tuán)隊估計每個成員在此次sprint 中完成任務(wù)需要投入的時間。確定時間后，開發(fā)團(tuán)隊將優(yōu)先級最高的需求項分解為單個任務(wù)，并記錄到Sprint backlog 文檔中。任務(wù)確定后，團(tuán)隊成員自愿認(rèn)領(lǐng)任務(wù)，需要考慮任務(wù)順序，估計每個任務(wù)的時間并確保每個成員工作負(fù)載平衡，然后順序完成各項需求。圖1是簡單的Scrum流程示意圖。

3 基于Scrum方法的軟件測試教學(xué)模式

3.1 總體思想

圖1 Scrum流程示意圖

將完成實際項目的測試任務(wù)作為用戶需求，以實現(xiàn)用戶需求為目標(biāo)，以學(xué)生為核心，采用Scrum開發(fā)方法指導(dǎo)學(xué)習(xí)過程。課上，教師引導(dǎo)學(xué)生一起進(jìn)行制定目標(biāo)、領(lǐng)取任務(wù)、探討問題、分享經(jīng)驗；課下，學(xué)生自主進(jìn)行知識評測、補充，分解問題，完成目標(biāo)任務(wù)。學(xué)生的軟件測試?yán)碚撝R評測和學(xué)習(xí)主要依托國家級MOOC——學(xué)堂在線，同時，通過開源服務(wù)Github以及華為云服務(wù)平臺實現(xiàn)信息共享和交流。

3.2 角色與職責(zé)

Scrum方法強調(diào)以人為本、協(xié)同工作，該模型中的每個角色都必須充分發(fā)揮其作用，才能保證最終目標(biāo)的達(dá)成。在軟件測試課程的教學(xué)中，參與人員有任課教師、助教以及選擇該課程的全體學(xué)生，參與課程的學(xué)生以3～6人自由組合為多個小組，并選出一名小組組長。由于大多數(shù)學(xué)生都沒有Scrum模式的項目開發(fā)經(jīng)驗，所以在實施過程中需要特別安排有Scrum經(jīng)驗的老師以助教的身份首先進(jìn)行Scrum開發(fā)方法及過程相關(guān)理論介紹以及過程跟蹤指導(dǎo)。各成員在基于Scrum方法的軟件測試課程教學(xué)模式中所承擔(dān)的角色以及對應(yīng)的職責(zé)說明見表1。

3.3 Scrum教學(xué)模式實施流程

以西北工業(yè)大學(xué)軟件測試課程為例說明Scrum教學(xué)模式實施流程，將Scrum 過程引入課程教學(xué)的核心要點是明確教學(xué)目標(biāo)，該校課程的教學(xué)目標(biāo)是通過教師引導(dǎo)與管理，學(xué)生在完成實際項目測試的過程中，能夠運用和掌握所學(xué)習(xí)的軟件開發(fā)原理和技能。課程周期為3個月，具體教學(xué)過程以每兩周為一個Sprint周期，整個教學(xué)過程大約由6個Sprint組成，具體實施過程如圖2所示。

1）制定課程目標(biāo)任務(wù)。

軟件測試課程目標(biāo)任務(wù)主要包括基礎(chǔ)理論、測試實踐以及提高能力3方面的任務(wù)目標(biāo)，每方面的任務(wù)又可以細(xì)化為若干小的、可驗收的目標(biāo)任務(wù)。基礎(chǔ)理論目標(biāo)包括軟件測試方法、類型、策略、黑盒測試、白盒測試、軟件測試過程管理、軟件測試的度量等知識的掌握。測試實踐的任務(wù)包含測試計劃設(shè)計與編寫、測試用例設(shè)計、測試執(zhí)行、缺陷跟蹤、回歸測試等任務(wù)，其中部分測試活動需要使用自動測試工具，如單元測試工具Junit，功能測試工具Selenium、UFT（unified functional testing）以及性能測試工具LoadRunner。提高能力的任務(wù)目標(biāo)是指面向軟件測試領(lǐng)域熱點研究問題，引導(dǎo)學(xué)生積極探索最新的研究領(lǐng)域，及時了解最新的研究成果。

表1 Scrum模型角色及職責(zé)情況

圖2 基于Scrum方法軟件測試課程教學(xué)模式

每個Sprint開始前，教師會將本次Sprint要完成的目標(biāo)任務(wù)進(jìn)行描述并上傳到華為云平臺作為Backlog。

2）分組并確定各組Scrum Master。

根據(jù)參與課程的學(xué)生人數(shù)，以便于溝通協(xié)作為原則以自由組合方式對學(xué)生進(jìn)行分組，一般3～6人一組，并確定出第一個Sprint的Scrum Master（建議組織協(xié)調(diào)能力較強者），在后續(xù)的Sprint中，原則上建議Scrum Master輪流承擔(dān)，讓每個同學(xué)都能體驗到不同角色和職責(zé)。

3）各組任務(wù)分配。

各項目小組的任務(wù)分配首先采取自行選擇的方式，助理教師協(xié)助并進(jìn)行任務(wù)監(jiān)控，盡可能減少各組任務(wù)之間的依賴。

4）各組Sprint過程實施。

任務(wù)目標(biāo)確立后，各組進(jìn)入各自的Sprint循環(huán)過程，包括Sprint計劃、任務(wù)拆分、組員任務(wù)認(rèn)領(lǐng)和實現(xiàn)以及最后的回顧總結(jié)等活動。在進(jìn)行具體任務(wù)實現(xiàn)之前，每個學(xué)生需要利用MOOC在線評測系統(tǒng)對自己的知識掌握情況進(jìn)行評測，為了較好地完成任務(wù)目標(biāo)，學(xué)生需要自行借助MOOC在線視頻以及查閱資料等方式進(jìn)行知識的查漏補缺。

5）成功驗收交付。

任務(wù)完成之后，由Scrum Master在課堂上向全體同學(xué)和老師進(jìn)行完成任務(wù)的展示和講解，由任課老師和助教老師評定完成情況是否達(dá)到目標(biāo)。確認(rèn)達(dá)成目標(biāo)之后，組內(nèi)對本次Sprint中的優(yōu)點和不足進(jìn)行總結(jié)記錄，一方面在下次Sprint中繼續(xù)推廣或改進(jìn)；另一方面，在Step5的全體回顧會議中有重點地進(jìn)行分享和借鑒。

6）全體回顧總結(jié)。

該活動在每個Sprint最后進(jìn)行。通過老師引導(dǎo)，各組的Scrum Master對組內(nèi)回顧會議的結(jié)論進(jìn)行分享，全體同學(xué)參與討論、溝通與補充的方式，吸收借鑒各組Sprint過程中好的方法，改進(jìn)不足之處，達(dá)到互相促進(jìn)、共同提高的目的。另外，教師對學(xué)習(xí)成果進(jìn)行分析歸納，并可聯(lián)系實際，對當(dāng)前知識點進(jìn)行深化、遷移與提高。

4 Scrum教學(xué)模式實施成果

4.1 學(xué)生獲得專業(yè)知識與實踐經(jīng)驗

基于Scrum方法的軟件測試教學(xué)模式，將敏捷思想應(yīng)用到軟件工程教學(xué)中，將課程教學(xué)目標(biāo)轉(zhuǎn)化為軟件工程項目目標(biāo)，將學(xué)習(xí)過程轉(zhuǎn)化為一次次的項目實踐過程。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，應(yīng)用已學(xué)到的軟件工程理論知識來達(dá)成目標(biāo)，激發(fā)了學(xué)習(xí)的興趣，加快了對目標(biāo)教學(xué)知識掌握的速度和理解的深度，對其他軟件工程過程理論知識的鞏固和實踐使學(xué)生深刻理解并牢固掌握了基本思想和方法。課程中選擇實際項目測試任務(wù)作為實踐項目，學(xué)生在獲得理論知識的同時，也獲得了實際項目經(jīng)驗。

4.2 培養(yǎng)學(xué)生健康的個性和豐富的創(chuàng)造力

除了傳播知識之外，培養(yǎng)學(xué)生健康、豐富的個性也是高校教學(xué)的目標(biāo)之一。個體主體性是個人生活的靈魂，也是健全、公正、民主的社會建立的基石?；赟crum的教學(xué)模式尊重個體，在該過程中，獨立思考與團(tuán)隊協(xié)作并重，鼓勵學(xué)生從多維度探索不同方法解決問題。實際項目的引入和完成任務(wù)的明確化，督促學(xué)生為了完成任務(wù)積極主動學(xué)習(xí)所需知識，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和研究的能力。另外，學(xué)生通過承擔(dān)不同角色，培養(yǎng)了獨立思考、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。

4.3 教學(xué)、科研成果

基于Scrum模式的教學(xué)方法，課程實施形式豐富、活動真實、關(guān)注每個學(xué)生的想法和觀點，也催生了多個教學(xué)科研成果。學(xué)生在跟老師以及同學(xué)之間的相互溝通中獲得了專業(yè)知識、提高了能力和素養(yǎng)，如在2016全國軟件測試大賽中，學(xué)生獲得國家一等獎1個、二等獎1個、三等獎9個；在美國數(shù)模競賽中獲得一等獎1個、二等獎1個。老師也從學(xué)生豐富的思想中得到啟發(fā)，促進(jìn)教學(xué)和學(xué)術(shù)創(chuàng)新，如任課教師主講的軟件測試課程獲得國家級慕課立項，即全國工程教指委2016年第一批重大在線課程立項，課程于2017年在國內(nèi)最大的慕課平臺——在線學(xué)堂正式上線，選課人數(shù)超過2 000人。

5 結(jié) 語

軟件測試課程的教學(xué)必須要緊跟技術(shù)發(fā)展的步伐，基于Scrum方法的軟件測試教學(xué)模式有利于教學(xué)的開展，其簡單、易于使用的特點使其推廣使用有了便利的條件，在實踐中取得的良好效果也證明了該模式的有效性。在后續(xù)的教學(xué)過程中，教師可嘗試將該教學(xué)模式推廣到其他課程的教學(xué)中。

[1]劉超. 關(guān)于“軟件工程”課程體系的基本架構(gòu)及課程系列設(shè)置的探討[J]. 計算機(jī)教育, 2009 (21): 22-26.

[2]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）[EB/OL]. (2014-11-16)[2017-12-13]. http://www.clocin.com/p-961961086.html.

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