以學(xué)生為中心的“軟件測(cè)試”課程教學(xué)改革與實(shí)踐

孫晉永 蔡國(guó)永 汪華登 趙響

[摘 要] 該文分析當(dāng)前軟件測(cè)試課教學(xué)的現(xiàn)狀，提出了以學(xué)生為中心的教學(xué)改革方案。明確以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生解決軟件系統(tǒng)測(cè)試問(wèn)題能力的教學(xué)內(nèi)容;重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的測(cè)試需求分析與計(jì)劃能力、測(cè)試計(jì)劃執(zhí)行能力和結(jié)果分析能力。教學(xué)實(shí)踐證明，該方案提高了學(xué)生的軟件系統(tǒng)測(cè)試能力，對(duì)培養(yǎng)滿足IT企業(yè)需求的軟件測(cè)試人才有積極推進(jìn)作用。

[關(guān)鍵詞] 軟件測(cè)試;以學(xué)生為中心;能力培養(yǎng)

[基金項(xiàng)目] 2018年度廣西壯族自治區(qū)高等教育本科教學(xué)改革工程項(xiàng)目（2018JGB186，2018JGB180）

[作者簡(jiǎn)介] 孫晉永（1978—），男，博士，山東棗莊人，桂林電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息安全學(xué)院副教授，主要從事業(yè)務(wù)過(guò)程管理研究。

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2020）38-0160-02? ? [收稿日期] 2020-02-17

一、引言

軟件測(cè)試是保障軟件質(zhì)量的唯一手段。目前所有高校的計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)都開(kāi)設(shè)了軟件測(cè)試課程。然而，培養(yǎng)出的軟件測(cè)試人才與IT企業(yè)的實(shí)際需求還有一定差距。主要原因是目前軟件測(cè)試課教學(xué)主要講授軟件測(cè)試基本理論和方法，對(duì)學(xué)生的實(shí)踐訓(xùn)練不足，影響了學(xué)生軟件系統(tǒng)測(cè)試能力的培養(yǎng)。因此，有必要對(duì)目前軟件測(cè)試教學(xué)模式進(jìn)行改進(jìn)。

二、目前軟件測(cè)試課程教學(xué)存在的問(wèn)題

1.目前計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)方案普遍“重開(kāi)發(fā)、輕測(cè)試”，一般把軟件測(cè)試安排為限選或任選課，學(xué)時(shí)較少。授課教師不夠重視;學(xué)生把這門(mén)課作為了解性知識(shí)，積極性不高。

2.理論課教師主要講授軟件測(cè)試的基本理論和方法，以講解軟件測(cè)試知識(shí)點(diǎn)為主，各知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)不多。實(shí)踐課基本上是軟件測(cè)試基本方法的驗(yàn)證、較小軟件單元的模擬測(cè)試、測(cè)試工具的簡(jiǎn)單使用，較少涉及軟件系統(tǒng)的測(cè)試需求分析和測(cè)試計(jì)劃。

3.軟件測(cè)試的實(shí)踐性很強(qiáng)，但授課教師大多沒(méi)有接受過(guò)專(zhuān)門(mén)的軟件測(cè)試技術(shù)訓(xùn)練;軟件測(cè)試工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足。

4.授課教師一般按教學(xué)計(jì)劃授課、考試和評(píng)定成績(jī)，而對(duì)學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的知識(shí)掌握程度缺少了解，也不夠重視。

基于產(chǎn)出的教育（Outcomes-based Education，OBE）模式理念，作者提出了“以學(xué)生為中心”的課程教學(xué)改革方案?！耙詫W(xué)生為中心”，即任何有關(guān)教學(xué)的決策與措施應(yīng)該把學(xué)生作為第一受益者來(lái)考慮。第一步，明確以培養(yǎng)學(xué)生解決軟件系統(tǒng)測(cè)試問(wèn)題的能力作為教學(xué)計(jì)劃制定、內(nèi)容設(shè)計(jì)和課堂教學(xué)的直接目標(biāo)。第二步，努力把課堂教學(xué)從“軟件測(cè)試基本理論和方法的知識(shí)傳遞”轉(zhuǎn)變?yōu)椤败浖到y(tǒng)的測(cè)試能力培養(yǎng)”。

三、以學(xué)生為中心的課程教學(xué)改革方案

1.明確課程培養(yǎng)目標(biāo)，制定教學(xué)計(jì)劃。課程培養(yǎng)目標(biāo)為：學(xué)生具備解決軟件系統(tǒng)測(cè)試問(wèn)題的能力，包括：測(cè)試需求分析與計(jì)劃、計(jì)劃執(zhí)行和結(jié)果分析能力。教學(xué)目標(biāo)1：理解軟件測(cè)試基本理論，掌握基本測(cè)試方法，并開(kāi)展測(cè)試設(shè)計(jì)，熟悉常見(jiàn)測(cè)試工具;教學(xué)目標(biāo)2：能針對(duì)軟件系統(tǒng)的功能、性能要求等設(shè)計(jì)測(cè)試方案，選用適當(dāng)?shù)臏y(cè)試方法或工具進(jìn)行測(cè)試，采集測(cè)試結(jié)果，對(duì)預(yù)期結(jié)果和實(shí)際結(jié)果進(jìn)行比較、分析和解釋?zhuān)贸鲇行ЫY(jié)論。以32學(xué)時(shí)為例，制定教學(xué)計(jì)劃如下。

（1）理論課。i.軟件測(cè)試背景與基本概念，2學(xué)時(shí)，講授法，課堂考勤評(píng)估。ii.軟件需求評(píng)審，2學(xué)時(shí)，問(wèn)題驅(qū)動(dòng)討論法，課后作業(yè)和課堂演講評(píng)估。iii.軟件測(cè)試基本方法，4學(xué)時(shí)，案例法，課堂測(cè)試評(píng)估。iv.軟件測(cè)試流程、過(guò)程模型與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，2學(xué)時(shí)，講授法，課堂演講評(píng)估。v.單元測(cè)試、功能測(cè)試與性能測(cè)試，6學(xué)時(shí)，案例法，課堂測(cè)試和課堂演講評(píng)估。vi.自動(dòng)化測(cè)試及工具，2學(xué)時(shí)，講授法和體驗(yàn)學(xué)習(xí)法，課堂演講評(píng)估。vii.測(cè)試用例設(shè)計(jì)、維護(hù)與測(cè)試報(bào)告，2學(xué)時(shí)，講授法和案例法，課后作業(yè)和課堂演講評(píng)估。viii.軟件測(cè)試報(bào)告、測(cè)試評(píng)估和軟件質(zhì)量保障，2學(xué)時(shí)，案例法，課程報(bào)告評(píng)估。

（2）實(shí)驗(yàn)課。內(nèi)容：?jiǎn)卧獪y(cè)試及工具JUnit應(yīng)用，Web自動(dòng)化測(cè)試及性能測(cè)試，測(cè)試用例設(shè)計(jì)與測(cè)試管理，隨機(jī)測(cè)試，共8學(xué)時(shí)。現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)教學(xué)，采用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收和分析報(bào)告方式評(píng)估。

理論課的第i-iii，v-vii部分和實(shí)驗(yàn)課主要培養(yǎng)測(cè)試計(jì)劃執(zhí)行能力;第ii，iv部分培養(yǎng)測(cè)試需求分析與計(jì)劃能力;第viii部分培養(yǎng)測(cè)試結(jié)果分析能力。

2.改進(jìn)理論課教學(xué)方法，提高教學(xué)效果。（1）采用Bloom學(xué)習(xí)分類(lèi)法，減少講授記憶型的軟件測(cè)試基礎(chǔ)理論內(nèi)容，增加講授理解和應(yīng)用型的軟件測(cè)試技術(shù)內(nèi)容。結(jié)合多種教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探索性學(xué)習(xí)，同時(shí)評(píng)估學(xué)生的軟件測(cè)試能力水平。（2）提高課后作業(yè)復(fù)雜度，部分保留現(xiàn)有分析和計(jì)算題，把從基礎(chǔ)概念題改為有挑戰(zhàn)性的分析或應(yīng)用題。如：學(xué)會(huì)使用某測(cè)試工具，如代碼靜態(tài)分析工具PMD、單元和集成測(cè)試框架TestNG等，在課堂講解;針對(duì)某軟件單元模塊，分析測(cè)試需求，設(shè)計(jì)測(cè)試計(jì)劃和用例進(jìn)行測(cè)試，在課堂講解等。這樣可以加深對(duì)軟件測(cè)試方法的理解，提高測(cè)試計(jì)劃執(zhí)行能力。（3）在課程的每2-3章內(nèi)容結(jié)束時(shí)進(jìn)行一次開(kāi)卷課堂測(cè)試。測(cè)試一般使用2-3個(gè)題目，耗時(shí)約30分鐘。這樣可以了解學(xué)生的知識(shí)掌握程度，據(jù)此調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。測(cè)試內(nèi)容是需靈活運(yùn)用教材中的基礎(chǔ)知識(shí)才可以解決的問(wèn)題。具體類(lèi)型有：使用黑盒/白盒方法進(jìn)行單元測(cè)試、測(cè)試場(chǎng)景分析、具體軟件模塊的測(cè)試需求分析和計(jì)劃、測(cè)試用例設(shè)計(jì)等。這種形式可以培養(yǎng)學(xué)生的測(cè)試需求分析與計(jì)劃，以及測(cè)試計(jì)劃執(zhí)行能力。

3.跟蹤軟件測(cè)試技術(shù)發(fā)展更新實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的測(cè)試計(jì)劃執(zhí)行能力。實(shí)驗(yàn)課教師需要跟蹤軟件測(cè)試技術(shù)和工具的發(fā)展，更新教學(xué)內(nèi)容，如增加代碼靜態(tài)分析工具FindBugs，TestNG框架，移動(dòng)APP測(cè)試，Web網(wǎng)站安全性測(cè)試工具，隨機(jī)測(cè)試等。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，還要求學(xué)生在慕測(cè)網(wǎng)（www.mooctest.net）上完成二個(gè)題目。這樣提高了學(xué)生的測(cè)試計(jì)劃執(zhí)行能力，也提高了測(cè)試結(jié)果分析能力。

4.開(kāi)展多種形式的課外實(shí)踐活動(dòng)，提高軟件測(cè)試技術(shù)自學(xué)習(xí)能力。為了擴(kuò)大學(xué)生的軟件測(cè)試技術(shù)知識(shí)面和開(kāi)闊眼界，邀請(qǐng)知名IT企業(yè)的測(cè)試工程師來(lái)校做專(zhuān)題報(bào)告，介紹軟件測(cè)試工程師的必備素質(zhì)。這樣不但可以讓學(xué)生了解軟件測(cè)試方法在實(shí)際軟件項(xiàng)目測(cè)試中的應(yīng)用，還可以對(duì)學(xué)生關(guān)心的測(cè)試工程師的招聘條件及待遇問(wèn)題進(jìn)行解答。教師還鼓勵(lì)學(xué)生考取軟件測(cè)試工程師職業(yè)資格證書(shū)，以考促學(xué);參加軟件測(cè)試比賽，以賽促學(xué)，以此提高學(xué)習(xí)軟件測(cè)試的興趣和成就感，同時(shí)也提高軟件測(cè)試技術(shù)自學(xué)習(xí)能力。

筆者在2019年秋季學(xué)期的軟件測(cè)試課中實(shí)施了本方案。與2019年春季學(xué)期的軟件測(cè)試課進(jìn)行對(duì)比，在課程考核的復(fù)雜度基本不變，實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容的復(fù)雜度反而提高的前提下，秋季學(xué)期的軟件測(cè)試課的學(xué)生總評(píng)平均成績(jī)提高了17.8%;課程目標(biāo)達(dá)成度從69提高到77，提高了11.6%。成績(jī)優(yōu)良率從8.9%提高到37%，不及格率從28.5%下降到15.8%。以上數(shù)據(jù)說(shuō)明了“以學(xué)生為中心”的軟件測(cè)試課程教學(xué)改革方案的有效性。

四、結(jié)論

本文從軟件測(cè)試教學(xué)的現(xiàn)狀出發(fā)，探討了“以學(xué)生為中心”的軟件測(cè)試課程教學(xué)改革方案。該方案可以較好地把課程從軟件測(cè)試知識(shí)傳遞轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖y(cè)試技術(shù)和能力培養(yǎng)，提高了教學(xué)效果，較好地培養(yǎng)了學(xué)生的軟件系統(tǒng)測(cè)試能力，對(duì)培養(yǎng)滿足IT企業(yè)需求的軟件測(cè)試人才有積極推動(dòng)作用。今后，授課教師還需要加強(qiáng)自身的軟件測(cè)試工程實(shí)踐訓(xùn)練，探索和嘗試時(shí)下流行的線下線上混合的教學(xué)模式，以更好地培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜軟件系統(tǒng)測(cè)試問(wèn)題的潛力。

參考文獻(xiàn)

[1]張愛(ài)玲，周世生.新工科背景下軟件工程人才培養(yǎng)的研究與實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)教育，2018（06）：29-32.

[2]張艷梅，王榮存，薛猛，等.專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下的“軟件測(cè)試技術(shù)”課程教學(xué)改革探索[J].計(jì)算機(jī)教育，2019（09）：155-158.

[3]鞠小林，陳翔，文萬(wàn)志，等.“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的軟件測(cè)試課程教學(xué)體系構(gòu)建[J].計(jì)算機(jī)教育，2017（05）：112-116.

[4]趙翀，高鵬.軟件測(cè)試課程工程實(shí)踐教學(xué)模式的探索與實(shí)施[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)，2014，36（S1）：51-55.

Teaching Reform and Practice in Student-centered Software Testing Course

SUN Jin-yonga，CAI Guo-yonga，WANG Hua-denga，ZHAO Xiangb

（a.College of Computer and Information Security，b.College of Information and Communication，Guilin University of Electronic Science and Technology，Guilin，Guangxi 541004，China）

Abstract：Based on the analysis of Software Testing teaching，the paper presents the student-centered reform program.It holds on the student-centered concept，and designs teaching content of cultivating students' ability to solve software system testing problems.It focuses on cultivating students' ability of testing requirements analysis and planning，testing plan execution，and testing result analysis.Teaching practice shows that the program improves the students' ability of software system testing，and has a positive role in promoting software testing talents to meet IT enterprises' requirements.

Key words：Software Testing;student-centered;ability cultivation