軟件測試課程教學(xué)研究與實踐

郭 煦

（上海電機學(xué)院 電子信息學(xué)院，上海201306）

0 引 言

2010年6月，教育部宣布啟動“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”?！白吭焦こ處熃逃囵B(yǎng)計劃”是貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》的重大改革項目，旨在培養(yǎng)造就一批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才[1-2]。這項涉及逾千所高校400萬工科專業(yè)學(xué)生的重大項目，將聯(lián)合行業(yè)企業(yè)著力培養(yǎng)學(xué)生的實踐與創(chuàng)新能力。

1 教學(xué)中存在的問題

1.1 課程知識體系單一

軟件測試課程的教學(xué)通常是針對測試的基本概念、測試用例設(shè)計方法、測試各階段的主要任務(wù)為主線展開的，就測試講測試，而沒有置軟件測試的內(nèi)容于軟件工程的大背景下，與軟件工程其他專業(yè)課的銜接也沒有跟進。其結(jié)果就是學(xué)生知識體系的構(gòu)建不夠完整，學(xué)到的是條條塊塊的知識，而無法建立一個完整的軟件工程知識體系。

1.2 基本概念的講授方法單一

軟件測試課程涉及許多基本概念，如樁、驅(qū)動、路徑覆蓋、回歸測試、吞吐量等，準(zhǔn)確理解這些概念是順利進行軟件測試的基礎(chǔ)。對于教師來講，采用常規(guī)教學(xué)手段講授清楚這些概念并不困難，而學(xué)生學(xué)習(xí)這些概念靠的是死背硬記，沒有理解和掌握概念的含義。究其原因是理論教學(xué)和實踐教學(xué)脫節(jié)嚴(yán)重，理論教學(xué)采用滿堂灌的方式，很少與學(xué)生交流和互動，學(xué)生也沒有機會在實踐中深入理解這些概念。

1.3 學(xué)生重視程度不夠

一方面是由于軟件工程類專業(yè)的課程設(shè)置多偏重于軟件開發(fā)類課程，從程序設(shè)計語言到設(shè)計模式、架構(gòu)設(shè)計，學(xué)生自然認(rèn)為開發(fā)是軟件工程的重中之重。反觀測試類課程，只有一門軟件測試技術(shù)課。另一方面，課程的內(nèi)容在很大程度上引導(dǎo)學(xué)生去給現(xiàn)有的程序或軟件找缺陷，學(xué)生也會認(rèn)為只有不會編程的人才會去做測試。因此，學(xué)生對軟件測試課程的重視程度不夠，學(xué)習(xí)動力不足。

2 教學(xué)模式的改進

2.1 構(gòu)建全面的知識體系

作為軟件工程學(xué)科的分支，軟件測試技術(shù)與軟件工程理論有著密切的聯(lián)系。因此，教師在教學(xué)過程中首先聯(lián)系先修課程軟件工程，重溫軟件生命周期，這樣既可以消除學(xué)生對本課程的陌生與敬畏感，又可以為本課程內(nèi)容的展開做好鋪墊。講授軟件測試的過程和階段時，會重申軟件工程課程的相關(guān)內(nèi)容，同時也可以比較軟件工程中提到的瀑布型模型和當(dāng)前軟件開發(fā)中的V型模型，這樣可以使學(xué)生將兩門課程有機地聯(lián)系起來進行學(xué)習(xí)。

在講授缺陷管理和跟蹤時，除了介紹常規(guī)的缺陷管理工具等內(nèi)容外，還兼顧本課程的后續(xù)課程——軟件項目管理，對軟件項目管理的內(nèi)容適當(dāng)點撥，引領(lǐng)學(xué)生的思路從測試管理自然延伸到軟件項目管理。

在授課過程中也注意到與并發(fā)課程內(nèi)容的銜接和整合。如在講授單元測試工具JUNIT時，會結(jié)合并發(fā)課程Java Web開發(fā)中SSH框架開發(fā)的內(nèi)容，講授JUNIT工具如何應(yīng)用在SSH框架下進行單元測試。

綜上，在本課程的教學(xué)過程中，同時兼顧課程的先修課、后續(xù)課和并發(fā)課的內(nèi)容整合，使軟件測試過程置于軟件工程學(xué)科的背景之下，這樣就打破了各門課程內(nèi)容之間的壁壘，改善了彼此很少關(guān)聯(lián)的傳統(tǒng)課程教學(xué)模式，能夠建立課程之間的有機聯(lián)系。

2.2 案例教學(xué)

在理論教學(xué)環(huán)節(jié)，重視采用案例教學(xué)手段。讓學(xué)生帶著問題去學(xué)，通過一個個具體問題的解決，將基本概念和原理的講授置于實踐的背景下，從而幫助學(xué)生準(zhǔn)確理解重要概念。如，通過幾組案例的介紹，強調(diào)軟件測試的重要性，同時激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并由此引出軟件測試的目的。明確軟件測試的目的才能準(zhǔn)確地定位測試，并更有效地進行測試，學(xué)生學(xué)習(xí)才有動力和目標(biāo)。對于各階段的測試方法和測試工具，選擇一個簡單的小程序或小型軟件，邊講邊演示。如在講授單元測試的時候，以類Gcd（求兩個數(shù)的最大公約數(shù)的類）為測試對象，結(jié)合講授單元測試工具JUNIT用法。在講授集成測試的時候，以類Environment（設(shè)定系統(tǒng)時間和日期的類，教師自編）為測試對象。在給學(xué)生展示類Environment的代碼以后，學(xué)生可以通過現(xiàn)有的知識來判斷，直接對這個類做單元測試是不可行的。通過提出對類Environment的測試問題，分析該測試問題，引出樁和驅(qū)動的概念，從而給出該問題的解決方案，即集成測試方法的講授。在講授性能測試、驗收測試和測試管理的時候，選擇以往學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計項目作為樣本，解析對該項目的測試過程。因為學(xué)生對這類項目的需求是十分了解的，而且案例項目來自本校高年級學(xué)生之手，自然會激起學(xué)生的極大興趣。這樣就可以順利地展開對項目的需求分析、測試計劃制定、測試環(huán)境搭建、測試用例設(shè)計、測試執(zhí)行、測試結(jié)果分析及發(fā)布測試報告等測試環(huán)節(jié)。這樣，寓重要概念和重要方法的講授于實際問題的解決中，既可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能加深他們對重要概念的理解。

綜上所述，在軟件測試課程的教學(xué)實踐中，一方面注重從軟件工程學(xué)科的宏觀背景下講授軟件測試的基本流程，另一方面注重結(jié)合案例在微觀項目中講授軟件測試概念和方法，從而打通課程間的壁壘，幫助學(xué)生快速構(gòu)建知識體系，在實踐中理解和掌握軟件測試的重要概念。

2.3 教師角色轉(zhuǎn)換

傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師占據(jù)主體地位，教師講，學(xué)生聽，學(xué)生容易產(chǎn)生依賴心理，甚至感到疲勞、枯燥。在教學(xué)實踐中，我們的做法是讓教學(xué)實施圍繞某問題、任務(wù)或項目展開，以項目為載體，由教師引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和研究。如在講授測試用例的設(shè)計方法時，以軟件測試領(lǐng)域經(jīng)典的測試問題（如nextDate問題、買槍問題等）為案例，要求學(xué)生以小組為單位討論測試用例的設(shè)計方案。由每個小組派代表交流設(shè)計思路，最后由教師點評。

同時，針對本課程的重要知識點進行梳理，制作了7套時長10分鐘左右的慕課，充分利用線上手段對這些重要知識點進行集中簡短的講授。

翻轉(zhuǎn)課堂和慕課等現(xiàn)代化教學(xué)手段的實施，使學(xué)生從知識的被動接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃咏?gòu)者，這種方法極大調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓學(xué)生學(xué)會獨立思考，綜合運用所學(xué)知識解決實際問題；同時也鍛煉了學(xué)生的表達溝通能力。

3 實踐教學(xué)

軟件測試對學(xué)生的實踐能力也有很高的要求。有效的實踐教學(xué)是促進知識理解、培養(yǎng)動手能力的一個重要的環(huán)節(jié)。我們在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革方面也進行了積極探索。

實踐教學(xué)分為課內(nèi)實驗和課程設(shè)計兩個部分。課內(nèi)實驗作為理論課的有力補充，與課堂教學(xué)相輔相成，具有啟發(fā)學(xué)生積極思考，深入理解理論課內(nèi)容，達到理論聯(lián)系實際的作用。內(nèi)容安排上本著由淺入深、循序漸進的原則交叉安排了認(rèn)知型、設(shè)計型、綜合型3種類型的實驗項目。認(rèn)知型實驗是基礎(chǔ)實驗，目的是讓學(xué)生掌握一些軟件測試工具的使用方法。我們選擇了大多數(shù)企業(yè)測試部門最常用的測試工具，包括JUNIT、JMeter、QTP、Selenium、Bugzilla 等。對于大多數(shù)被測軟件來說，這些測試工具完全能夠支撐整個軟件測試過程。設(shè)計型實驗是另一類基礎(chǔ)實驗，讓學(xué)生通過設(shè)計實驗方案將課堂所學(xué)理論知識應(yīng)用于實踐，進一步鞏固理論基礎(chǔ)，內(nèi)容有黑盒測試、白盒測試、單元測試等。綜合型實驗是對知識點的綜合應(yīng)用，使學(xué)生理解和掌握軟件測試技術(shù)和各種具體的測試方法在項目中的應(yīng)用，感受軟件測試項目的工作流程和實施細節(jié)，為后續(xù)的課程設(shè)計做好準(zhǔn)備。綜合型實驗畢竟屬于常規(guī)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，規(guī)模和難度都會適當(dāng)控制。高年級學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計作品、軟件測試中的經(jīng)典問題等都作為綜合實驗的素材。綜合實驗一般包含2～3項軟件測試的重要方法或者重要概念。如針對公交換乘查詢軟件（學(xué)生畢業(yè)設(shè)計作品）做功能測試，驗收測試并利用工具實現(xiàn)缺陷管理和跟蹤。

課程設(shè)計是實踐教學(xué)中非常重要的環(huán)節(jié)。理論教學(xué)和常規(guī)實踐教學(xué)給學(xué)生打牢理論基礎(chǔ)、奠定基本的操作技能，而課程設(shè)計則要求學(xué)生綜合運用本課程及相關(guān)課程的知識解決實際的工程問題。課程設(shè)計安排在理論課程和常規(guī)實踐教學(xué)結(jié)束后進行。學(xué)生自由組合為小組，分角色進行。在課程設(shè)計教學(xué)中，我們應(yīng)用了當(dāng)今工程教育的CDIO理念。CDIO 分別代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程[3-6]：“構(gòu)思”側(cè)重測試的需求分析和測試策略的制定；“設(shè)計”側(cè)重測試用例設(shè)計和測試過程的設(shè)計；“實現(xiàn)”和“運作”側(cè)重測試工具的選擇、具體測試方案的實施。在課程設(shè)計中，我們選擇軟件企業(yè)的實際項目作為測試對象，結(jié)合企業(yè)提供的項目需求文檔，從需求分析、測試方案設(shè)計、測試計劃制定、測試用例設(shè)計到缺陷跟蹤等都由學(xué)生獨立完成。

在課程設(shè)計的教學(xué)和考核中，我們采取寬嚴(yán)相濟的考核辦法：嚴(yán)格要求學(xué)生自己動手設(shè)計方案并實施，杜絕個別學(xué)生拷貝的現(xiàn)象；嚴(yán)格驗收和檢查，要求學(xué)生編寫規(guī)范化文檔，并結(jié)合演示，隨機抽取提問等手段，使學(xué)生在思考—實現(xiàn)—再思考中真正得到提高。同時營造一個比學(xué)趕幫超的學(xué)習(xí)氛圍，鼓勵學(xué)生發(fā)表自己的見解，鼓勵學(xué)生放開手腳大膽實踐。

4 職業(yè)道德養(yǎng)成

卓越工程師不僅要能解決實際工程問題，而且還必須具備相應(yīng)的社會意識、人文精神、誠信和職業(yè)道德[7]。對學(xué)生進行專業(yè)教育的同時，還要注意培養(yǎng)其職業(yè)道德。在課程教學(xué)中，讓學(xué)生了解作為一名合格工程師所必須具備的素質(zhì)與規(guī)范, 并要求學(xué)生在未來的學(xué)習(xí)與實踐環(huán)節(jié)中始終以工程師的道德標(biāo)準(zhǔn)與行為準(zhǔn)則要求自己。我們教育學(xué)生要勤學(xué)好問，發(fā)現(xiàn)問題不放過，學(xué)會充分利用各種資源解決問題。我們提倡理論聯(lián)系實際，要想真正學(xué)會測試，必須進行實際的測試。我們反對閉門造車，鼓勵學(xué)生多了解行業(yè)動態(tài)，了解行業(yè)需求，有針對性地學(xué)習(xí)。我們教育學(xué)生要細心有耐心，軟件測試是對人的技術(shù)和意志的考驗，不細心就有可能與缺陷擦肩而過；沒有耐心就無法將枯燥的測試進行到底。我們注重培養(yǎng)學(xué)生的團隊精神和溝通能力，工程領(lǐng)域的工作絕非個人能力所及，必須學(xué)會匯集眾人的智慧和力量。在團隊中，還要學(xué)會與團隊中各種角色的人進行有效、順暢的溝通。

5 結(jié) 語

作為軟件工程專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，軟件測試課程對傳授軟件測試技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力都有重要作用。我們在軟件測試技術(shù)課程教學(xué)過程中，探索出“強化基礎(chǔ)，重視實踐，著力提高動手能力”的教學(xué)理念，并注重學(xué)生職業(yè)道德的養(yǎng)成教育，為卓越工程師培養(yǎng)方式進行了積極探索。我們在教學(xué)過程中始終秉承這一理念，連續(xù)三年學(xué)生評教得分94.37（校平均得分90.96），連續(xù)三年督導(dǎo)評價得分92.21（校平均得分 90.12）。

我們將在教學(xué)實踐中繼續(xù)探索，不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，期望能為卓越工程師培養(yǎng)做些實事，為培養(yǎng)符合現(xiàn)代企業(yè)要求的工程技術(shù)人才做出自己的貢獻。

參考文獻：

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