新工科建設下軟件測試OVLE環(huán)境在教學中的應用

王 妍， 高仲合， 倪建成

（曲阜師范大學 軟件學院，山東 曲阜 273165）

0 引 言

高等工程教育正面臨著范式轉變。工業(yè)4.0背景下，工程教育必將發(fā)生全方位的變革，其人才培養(yǎng)標準與培養(yǎng)模式面臨著新的嚴峻挑戰(zhàn)。如此背景下，軟件測試專業(yè)如何培養(yǎng)出具有工業(yè)實踐能力的人才，是目前亟待解決的問題。

軟件測試專業(yè)課程要求理論與實踐并重，具有強烈的工程和項目背景，學生常感覺課程內容抽象、空洞、缺乏項目引導。另外，結合軟件測試課程理論性強，涉及自動化測試軟件多的特點，建立全方位、一體化的虛擬學習環(huán)境是解決問題的關鍵[1]。

1 軟件測試教學現(xiàn)狀分析

1.1 教學中存在的不足

軟件測試專業(yè)課程理論學時有限，實驗學時嚴重不足，教學中存在如下問題：

（1）現(xiàn)有的軟件測試課程學時數(shù)不足，教學安排死板，難以達到測試行業(yè)對測試深度、廣度及實踐能力的要求，學生的實踐能力難以達到企業(yè)的用人需求，實踐性教育的針對性不強。

（2）軟件測試行業(yè)存在眾多的測試方法和測試工具，學生要不斷接受新思想、新理念、新方法、新技術才能跟上行業(yè)的發(fā)展，而軟件測試教學過于理論化，缺乏企業(yè)級的案例，很多有實踐意義的案例需要購買，對教學經費緊缺的高校來說，實踐教學是一個很大的挑戰(zhàn)。

（3）現(xiàn)有軟件測試實踐教學的實驗時間過短，很多測試實驗需要長時間運行腳本，時間太短容易出現(xiàn)實驗脫節(jié)現(xiàn)象。

（4）學生的實驗地點過于限制，一些自動化測試及測試管理軟件只在機房安裝，學生只能在院系實驗室完成，不利于隨時實驗。

（5）測試行業(yè)的自動化測試工具眾多，很多企業(yè)采用的商業(yè)化工具需要購買才可以使用。這些昂貴的、專用的商業(yè)工具難以應用在教學過程中。

1.2 教學改進方法

信息和通信技術（ICT）的快速發(fā)展與商業(yè)化，對包括教育在內的許多行業(yè)產生了深遠的影響。近年來，在線學習已經成為當今世界高等教育最重要的發(fā)展趨勢之一。傳統(tǒng)的學習方式已逐漸轉向e-learning，傳統(tǒng)的面對面教育環(huán)境也轉變?yōu)樘摂M學習環(huán)境（Virtual Learning Environment，VLE）。要改變軟件測試教學中存在的問題，建立在線虛擬學習環(huán)境（Online virtual learning environment，OVLE）是一個很好的方法[2]。在線虛擬學習環(huán)境將為學生、教師和管理者提供更優(yōu)越的使用平臺，其優(yōu)勢體現(xiàn)在：①為個人和小組建立廣泛的信息溝通渠道；②師生共享豐富的學習資源；③提供一個校企協(xié)同育人的平臺，共享校企資源。

軟件測試OVLE平臺是一個集軟件測試教學資源、實驗資源共享、實驗過程展示、實驗結果評價于一體的自助式教學平臺。學生可以通過該平臺在線學習軟件測試基礎的相關課程，完成相關實驗項目，保存實驗結果。教師可以通過該平臺上傳教學視頻、教學資源、實驗內容、實驗要求、實驗步驟以及對學生的實驗結構進行考核、評價和反饋。另外，該平臺將整合軟件測試專業(yè)方向課的各種教學資源，精選有代表性、典型的測試案例，將企業(yè)實際項目引入到該虛擬學習平臺上，讓該平臺成為學生拓展學習的資源庫，教師深化學習的有力后臺。通過該平臺的實施，將達到如下目標：

（1）整合學習資源。以企業(yè)實際項目為素材，改革傳統(tǒng)以理論為主的軟件測試核心教學內容，建立以項目時間為主線、理論指導實踐的軟件測試特色實踐教學內容，建立電子資料庫，方便學生隨時學習及查閱資料。

（2）建設虛擬測試實驗平臺。將軟件測試專業(yè)需要用到的各種實驗素材整理到該虛擬學習平臺中，將測試全生命周期平臺（ALM）、缺陷管理平臺（TestLink）、缺陷管理軟件(Mantis)、功能測試軟件（UFT）以及性能測試軟件（LoadRunner）集成，以企業(yè)實際項目作為驅動，建立完整的虛擬測試實驗平臺，為學生提供企業(yè)級綜合實訓測試工作平臺[3]。

（3）教師在線教學環(huán)境建設。將傳統(tǒng)教學中的面對面教學與在線教學相結合，采用多種教學模式、方法和工具，優(yōu)化學習成本和教學成本，設計混合學習環(huán)境，將傳統(tǒng)實體課堂與虛擬教育元素有效結合，構建個性化學習環(huán)境。該教學平臺將提供更多的學習模式，如翻轉課堂、移動學習、慕課、游戲化學習等，滿足學生的任何學習需求；該平臺將充分體現(xiàn)以學生為中心的學習體驗，促進師生互動，鼓勵學生投入學習，以項目驅動教學，通過慢教深學、混合、迭代等方法，讓學生充分實現(xiàn)個性化學習。

隨著該平臺建設的進一步推進，未來OVLE將更具復雜性、有效性、挑戰(zhàn)性和吸引力，并更加強調參與、互動、協(xié)作和實時交互。

2 軟件測試在線虛擬學習環(huán)境的構成

以在線和虛擬為出發(fā)點，軟件測試OVLE環(huán)境將由三大模塊構成：前臺教師教學模塊、后臺虛擬實驗模塊、平臺管理模塊。其中，前臺教師教學模塊提供教學內容的在線視頻及教學資源的共享；后臺虛擬實驗模塊由各種自動化測試及管理工具組成，采用虛擬技術，將商業(yè)軟件納入其中；平臺管理模塊提供學生管理、教師管理及平臺構件管理等功能。其基本構成圖見圖1。

圖1 軟件測試OVLE環(huán)境構成圖

2.1 后臺實驗管理環(huán)境框架

軟件測試虛擬實驗平臺采用B/S架構，由開源測試管理平臺、缺陷管理平臺、HP商業(yè)測試管理平臺及被測系統(tǒng)4個模塊構成，整體采用PHP+MySql完成，其中HP-ALM平臺和被測系統(tǒng)Discuz論壇由VMwareWorkstation創(chuàng)建的虛擬機模擬實現(xiàn)，其結構見圖2。

圖2 軟件測試虛擬實驗平臺結構圖

開源測試管理工具TestLink和缺陷管理工具Mantis可以完成一個測試管理的完整過程，從項目創(chuàng)建到測試需求分析到測試計劃制訂到測試用例的設計到執(zhí)行測試，最后分析測試結果?；萜諔贸绦蛏芷诠芾恚℉P Application Lifecycle Management，簡稱HP-ALM）系統(tǒng)是HP公司的商業(yè)測試過程管理系統(tǒng)，購買后拿來做教學用不太現(xiàn)實，現(xiàn)在利用VMWareWorkStation搭建ALM的虛擬學習環(huán)境，讓學生能夠通過虛擬平臺掌握商業(yè)軟件的使用過程。被測系統(tǒng)Discuz論壇是一個論壇管理系統(tǒng)，作為被測系統(tǒng)，該網站具有完備的論壇管理功能，包括用戶發(fā)帖、回帖、置頂、會員注冊管理、權限管理、日志管理等。為了支持上線后龐大的用戶訪問量，保證穩(wěn)定的系統(tǒng)運行，需要對Discuz論壇進行功能和性能測試?，F(xiàn)在通過VMWareWorkstation創(chuàng)建Linux虛擬機，將Discuz論壇部署在該虛擬機上，學生通過終端地址訪問該系統(tǒng)，借助自動化測試工具HP-UFT和HP-Loadrunner進行功能和性能測試。

通過該系統(tǒng)的虛擬環(huán)境的搭建，學生可以體驗企業(yè)級EPR實訓，自己組建團隊，制訂測試計劃，分析測試需求，每個學生擔任公司中不同的員工角色，模擬真實測試公司進行測試過程，從而將各個測試工具利用實訓聯(lián)系起來，完成一個完整的測試過程。

2.2 前臺教學環(huán)境框架

虛擬學習平臺的前臺教學環(huán)境由教學視頻模塊和學習資源模塊及師生交流三大模塊構成，其中教師平臺包括課件提交平臺、教學視頻提交平臺、實驗內容上傳平臺、作業(yè)下達平臺及師生互動平臺構成，學生平臺由簽到模塊、網上課堂模塊、自我練習模塊、學習分析模塊、實驗練習模塊構成，管理模塊由教師管理模塊和學生管理模塊及學時模塊構成，其基本構成圖見圖3。

教師可以通過平臺獨立進行教學過程的設計，通過上傳課件、教學視頻、課后練習題目為學生提供網上課程的教學資源，學生通過網絡課堂可以進行多次反復學習，然后進行自我練習及實驗環(huán)節(jié)，在自我學習分析模塊可以通過對學生答題情況的分析，建議其薄弱知識點再學習，通過反復的主動式學習，達到對知識的深化理解。

3 基于OVLE平臺的軟件測試教學設計

3.1 教學模塊建設

軟件測試專業(yè)知識被組織在多門課程中，各門課程獨立施教，課程內容由教學負責人根據(jù)課程目標設定，且各門課程所采用的教學案例也相互獨立，學生學習一門課程時難以與其他課程相聯(lián)系。該平臺將重新組合測試專業(yè)教學模塊，使得教學內容更有聯(lián)系性，學生可以通過該教學平臺進行自助餐式的自主學習，見表1。

表1 課程模塊與學生能力的對應關系

3.2 軟測OVLE教學平臺資源建設

圖3 軟件測試虛擬學習環(huán)境構成圖

現(xiàn)有的教材理論性較強，缺少實踐性及案例應用。通過該實驗平臺的實施，將重組軟件測試基礎這門課程的基本知識點，對每一個理論知識增加案例操作，將測試理論與測試工具的應用更充分的結合，然后將知識點做成小視頻上傳到教學平臺。教學資源分為5個模塊：軟件測試基本理論、缺陷及缺陷管理、測試用例設計方法、軟件測試過程管理、自動化測試工具介紹。其中每個模塊包括的具體內容見表2。

表2 軟件測試教學內容及對應教學案例

3.3 課程學時設置

該課程具有相當強的實踐性，而且自動化測試及管理工具相當多，只有保證學生有充足的實踐課程，才能真正提高操作能力。因此在課程大綱設計上，將增加實踐性教學的學時，以體現(xiàn)該課程較強的實踐性。通過該虛擬實驗及教學環(huán)境，學生可以自行登錄學習，只有當前自主學習達到一定的學時后，才可以進行下一部分的學習，具體設置見表3。

表3 學生自學內容及學時

從教學學時看，該門課程的理論學時和實踐學時基本實現(xiàn)了1:1的比例，充分體現(xiàn)了課程的實踐性強的特點，也為學生提供了充足的自主學習及動手操作的時間。

3.4 在軟件測試虛擬實驗平臺開展企業(yè)級綜合實訓

在軟件測試教學計劃中，為了深化學生對整個軟件測試課程的理解，提高動手能力，我們引入了兩周的軟件測試綜合實訓。通過該虛擬學習平臺的實驗環(huán)境，學生以小組為單位完成一個CRM客戶關系管理軟件的測試過程，其實訓過程的任務分配、時間設置及交付結果見表4。

經過軟件測試OVLE環(huán)境的虛擬實驗平臺，學生可以分組完成綜合實訓，通過實訓更深刻地領會所學知識，在工作中感悟升華知識，從而達到學以致用的高度。

4 結 語

通過該虛擬教學平臺的實施，將重構軟件測試專業(yè)的課程模塊及每一模塊的具體課程內容；進一步搭建軟件測試虛擬學習環(huán)境，提供師生自主教學及自主學習的平臺。該平臺建設以“新工科”改革倡議為背景，根據(jù)學科實際特點出發(fā)，提出了合作學習、整合教育信息資源、創(chuàng)建虛擬學習環(huán)境的新思想，并為平臺的實施提出了具體的步驟及方法。通過該平臺可以培養(yǎng)新工科學生個人效能、知識能力、學術能力、技術能力、社會能力五大核心能力，并能促進學生發(fā)揮自主學習能力，實現(xiàn)自我學習評測。

表4 實訓過程任務表