工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下《軟件測試技術(shù)》課程改革與實(shí)踐

鄭浩 李真 劉建芳

摘要：按照工程教育專業(yè)認(rèn)證要求，文章設(shè)計(jì)了軟件工程專業(yè)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)方向開設(shè)的《軟件測試技術(shù)》課程教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容和考核評價(jià)方式等，貫徹以學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)的理念。經(jīng)過一學(xué)期的課程改革與實(shí)踐，各個(gè)課程目標(biāo)的達(dá)成度均有所提高，對培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力有較大的幫助。

關(guān)鍵詞：工程教育認(rèn)證;軟件測試技術(shù);以學(xué)生為中心;成果導(dǎo)向;持續(xù)改進(jìn)

中圖分類號(hào)：TP393? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2022）22-0174-04

1 概述

工程教育專業(yè)認(rèn)證是國際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，也是實(shí)現(xiàn)工程教育國際互認(rèn)和工程師資格國際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)。工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心就是要確認(rèn)工科專業(yè)畢業(yè)生達(dá)到行業(yè)認(rèn)可的既定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，是一種以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)出口要求為導(dǎo)向的合格性評價(jià)。工程教育專業(yè)認(rèn)證要求專業(yè)課程體系設(shè)置、師資隊(duì)伍配備、辦學(xué)條件配置等都圍繞學(xué)生畢業(yè)能力達(dá)成這一核心任務(wù)展開，并強(qiáng)調(diào)建立專業(yè)持續(xù)改進(jìn)機(jī)制和文化以保證專業(yè)教育質(zhì)量和專業(yè)教育活力[1]。

工程教育專業(yè)認(rèn)證包含三大理念，分別是以學(xué)生為中心的教育理念，成果導(dǎo)向的教育取向和持續(xù)改進(jìn)的質(zhì)量文化。所謂以學(xué)生為中心要求教育目標(biāo)圍繞學(xué)生的培養(yǎng)，教學(xué)設(shè)計(jì)聚焦學(xué)生能力培養(yǎng);師資與教育資源滿足學(xué)生學(xué)習(xí)效果的達(dá)成;評價(jià)的焦點(diǎn)是對學(xué)生效果的評價(jià)[2，3]。

以成果導(dǎo)向的教育取向完整地說明了學(xué)校定位、培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、課程體系、教學(xué)活動(dòng)、師資及教學(xué)資源之間的關(guān)系：學(xué)校定位決定專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo);專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)決定學(xué)生畢業(yè)要求;畢業(yè)要求決定課程體系;課程體系決定教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)、師資及教學(xué)資源配置[4]。

持續(xù)改進(jìn)的質(zhì)量文化包括建立常態(tài)性評價(jià)機(jī)制并不斷改進(jìn);培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、教學(xué)環(huán)節(jié)都要進(jìn)行評價(jià);每個(gè)教師在持續(xù)改進(jìn)中均承擔(dān)責(zé)任;持續(xù)改進(jìn)的效果通過學(xué)生的表現(xiàn)來體現(xiàn)。

隨著軟件開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，新的軟件系統(tǒng)層出不窮，人們對軟件系統(tǒng)的可用性要求也變得越來越高，軟件的質(zhì)量成為軟件開發(fā)需要考慮的重要問題，軟件質(zhì)量是軟件能夠得到用戶支持的重要支撐。然而，如何在合理的時(shí)間內(nèi)根據(jù)質(zhì)量目標(biāo)的要求對軟件進(jìn)行有針對性測試卻不是一件簡單的事情，因其類似于軟件工程，涉及計(jì)劃的制訂、人員及資源的分配、進(jìn)度安排、測試策略選擇、測試用例設(shè)計(jì)、測試執(zhí)行及反饋、測試跟蹤及分析等多個(gè)方面。因此，如何在軟件測試技術(shù)課程的目標(biāo)設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容與方法、教學(xué)評價(jià)等環(huán)節(jié)貫徹工程教育專業(yè)認(rèn)證的三大理念，提高本專業(yè)學(xué)生的軟件質(zhì)量意識(shí)、掌握軟件測試的基本理論和相關(guān)技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生有效實(shí)現(xiàn)軟件領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的分析能力和評價(jià)能力十分必要。

2 課程目標(biāo)設(shè)計(jì)

2.1 課程目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求的關(guān)系

在軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中，軟件測試技術(shù)課程目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求的關(guān)系如表1所示。

為支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.4，本課程要求學(xué)生利用分析方法，結(jié)合所掌握地軟件測試基本概念、測試計(jì)劃、測試策略、測試方法和測試過程模型等專業(yè)知識(shí)，對軟件系統(tǒng)測試方案能否滿足工程需要進(jìn)行分析并給出結(jié)論。

為支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.3，本課程要求學(xué)生基于所學(xué)握的等價(jià)類劃分法、邊界值分析法、決策表、因果圖、邏輯覆蓋和基本路徑覆蓋等軟件測試方法，針對某一具體的軟件測試項(xiàng)目進(jìn)行分析并設(shè)計(jì)相應(yīng)的測試方案。

為支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)5.4，本課程要求學(xué)生結(jié)合某一自動(dòng)化測試技術(shù)，為待測試系統(tǒng)開發(fā)相應(yīng)的自動(dòng)化測試工具，用以檢驗(yàn)軟件中的設(shè)計(jì)并給出評價(jià)。

為支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)7.1，本課程要求學(xué)生結(jié)合軟件測試的目的及意義、測試項(xiàng)目管理、性能測試、回歸測試的相關(guān)內(nèi)容，深入理解通過軟件測試保障軟件在開發(fā)和使用過程中的可重用性對于社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要意義以及環(huán)境保護(hù)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展對軟件測試提出的新要求，如加強(qiáng)軟件產(chǎn)品可擴(kuò)展性的測試力度等。

為支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)7.3，本課程要求學(xué)生結(jié)合軟件測試管理、軟件安全性測試和容錯(cuò)性測試的相關(guān)內(nèi)容，針對某一軟件工程項(xiàng)目，從安全性、兼容性和容錯(cuò)性等方面判斷產(chǎn)品周期中可能對人類和環(huán)境造成的損害，并給出相關(guān)結(jié)論。

2.2 課程具體目標(biāo)

軟件測試技術(shù)課程是軟件工程專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，該課程側(cè)重于軟件測試中的原理、方法和相關(guān)技術(shù)的教學(xué)，包括黑盒測試、白盒測試、單元測試、集成測試、系統(tǒng)測試、驗(yàn)收測試、面向?qū)ο蟮能浖y試、軟件測試工具的使用等方面的內(nèi)容[5]。結(jié)合本課程對專業(yè)畢業(yè)要求及其指標(biāo)點(diǎn)的支撐，課程具體目標(biāo)設(shè)計(jì)如下：

1） 能夠系統(tǒng)地掌握軟件測試的基本概念與基本理論，學(xué)會(huì)軟件測試的方法、軟件測試工具的使用、軟件測試過程的管理，運(yùn)用專業(yè)知識(shí)對軟件應(yīng)用系統(tǒng)的測試解決方案進(jìn)行評價(jià);

2） 能夠應(yīng)用軟件測試的相關(guān)理論，通過文獻(xiàn)分析，找到對軟件應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行測試的多種方案，并能正確描述所用的解決方案;

3） 能夠根據(jù)實(shí)際軟件測試項(xiàng)目的需求，借助自動(dòng)化測試技術(shù)開發(fā)測試腳本工具，對待測工程項(xiàng)目進(jìn)行評價(jià);

4） 理解環(huán)境保護(hù)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵和意義，能夠結(jié)合軟件測試相關(guān)概念和原理理解軟件測試對社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展對軟件測試的反饋和影響;

5） 能夠針對實(shí)際軟件工程項(xiàng)目，結(jié)合軟件測試管理及軟件測試相關(guān)技術(shù)，評價(jià)項(xiàng)目及其成果對人和環(huán)境造成損害的隱患。

2.3 課程對解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)

軟件測試技術(shù)課程內(nèi)容符合《華盛頓協(xié)議》關(guān)于復(fù)雜工程問題的特征。一個(gè)實(shí)際的軟件測試項(xiàng)目需要結(jié)合深入的測試原理進(jìn)行綜合分析，選擇合理的測試策略和方法才能解決問題;問題需求涉及開發(fā)項(xiàng)目管理、開發(fā)技術(shù)選擇、測試項(xiàng)目管理、測試策略及方法等多個(gè)因素，開發(fā)項(xiàng)目管理和測試項(xiàng)目管理相互制約相互影響，不同的開發(fā)技術(shù)可能需要使用不同的測試策略及測試技術(shù)，必要時(shí)需引入自動(dòng)化測試技術(shù)以提升測試效率;在解決問題的過程中，問題相關(guān)的各方的利益不完全一致，在按要求解決軟件開發(fā)問題的共同前提下，開發(fā)組希望項(xiàng)目盡早交付，測試組要確保軟件質(zhì)量符合要求，管理人員希望用最低的成本最短的時(shí)間解決問題，用戶希望用最低的成本獲得高質(zhì)量的軟件，這種情形下可以從環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的角度為問題的協(xié)調(diào)和解決提供參考并反映到測試項(xiàng)目管理和具體的測試任務(wù)中。所以，本課程不僅要使學(xué)生掌握軟件測試技術(shù)相關(guān)的理論、方法、技術(shù)和實(shí)踐，還需要能夠使用自動(dòng)化測試技術(shù)針對不同的問題開發(fā)相應(yīng)的工具對設(shè)計(jì)進(jìn)行自動(dòng)化驗(yàn)證。對于實(shí)際的軟件測試項(xiàng)目，還要考慮到環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展對軟件測試項(xiàng)目提出的要求，在進(jìn)行實(shí)際測試時(shí)也能夠考慮軟件項(xiàng)目對環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展帶來的影響。軟件測試技術(shù)是軟件工程（移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)） 專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)現(xiàn)軟件領(lǐng)域復(fù)雜工程問題解決方案能力的有效載體之一。

3 教學(xué)內(nèi)容與方法

3.1 教學(xué)內(nèi)容

本課程按照培養(yǎng)軟件工程專業(yè)人才的要求，遵循以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的指導(dǎo)思想，總學(xué)時(shí)54，其中理論授課36學(xué)時(shí)，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)18學(xué)時(shí)。

理論教學(xué)分為11個(gè)單元，分別是軟件測試引論（2學(xué)時(shí)） 、軟件測試的基本概念（2學(xué)時(shí)） 、軟件測試方法（8學(xué)時(shí)） 、軟件測試流程和規(guī)范（2學(xué)時(shí)） 、單元測試與集成測試（6學(xué)時(shí)） 、系統(tǒng)測試（4學(xué)時(shí)） 、驗(yàn)收測試（2學(xué)時(shí)） 、軟件本地化測試（2學(xué)時(shí)） 、測試自動(dòng)化及其框架（2學(xué)時(shí)） 、測試需求分析與測試計(jì)劃（4學(xué)時(shí)） 、測試執(zhí)行、缺陷報(bào)告與跟蹤（2學(xué)時(shí)） 。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為5個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，分別是實(shí)例程序設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)） 、黑盒測試（4學(xué)時(shí)） 、白盒測試（4學(xué)時(shí)） 、單元測試（2學(xué)時(shí)） 、QTP自動(dòng)化測試（4學(xué)時(shí)） 。

3.2 教學(xué)方法

1） 教授方法

本課程貫徹“以學(xué)生為中心”的教學(xué)思想，采用“互動(dòng)、開放”的課堂形式，具體以講授為主，實(shí)驗(yàn)教學(xué)為輔，教師采用啟發(fā)式、問題式的教學(xué)方法，以知識(shí)為載體，傳授軟件測試的思想和方法，課堂教學(xué)盡量引入互動(dòng)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生尋找解決方案，基于軟件領(lǐng)域的軟件系統(tǒng)測試問題，提高學(xué)生有效實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題解決能力，促進(jìn)學(xué)生課程目標(biāo)的達(dá)成[6-8]。

為了促進(jìn)課程目標(biāo)1的達(dá)成，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，采用課堂教授和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式，利用啟發(fā)式和問題式教學(xué)方法，對軟件測試的各類方法、常用軟件測試工具的用法和軟件測試過程管理進(jìn)行講解并分析對比不同方法和工具的適用范圍，理解軟件測試過程各個(gè)環(huán)節(jié)的目標(biāo)和主要任務(wù)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中將不同的軟件測試方法和工具應(yīng)用在特定的場景中，為學(xué)生運(yùn)用專業(yè)知識(shí)對軟件領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的解決方案進(jìn)行判斷并給出結(jié)論。

為了促進(jìn)課程目標(biāo)2的達(dá)成，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，采用課堂討論和文獻(xiàn)查閱分析的方式，運(yùn)用軟件測試的相關(guān)理論，針對某一軟件系統(tǒng)的測試需求找出解決方案并使用規(guī)范的文檔描述解決方案。

為了促進(jìn)課程目標(biāo)3的達(dá)成，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，采用課堂教授、實(shí)驗(yàn)和課下作業(yè)的方式，利用問題式教學(xué)方法，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的引導(dǎo)，通過自動(dòng)化測試腳本的開發(fā)和執(zhí)行，分析和評價(jià)待測系統(tǒng)。

為了促進(jìn)課程目標(biāo)4的達(dá)成，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，采用課堂討論的方式，從對人類和環(huán)境的影響出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生理解軟件測試和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展之間的相互作用和相互影響。

為了促進(jìn)課程目標(biāo)5的達(dá)成，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，采用課堂討論的方式，利用啟發(fā)式教學(xué)方法，加深學(xué)生對軟件工程項(xiàng)目和軟件測試項(xiàng)目的理解。

2） 學(xué)習(xí)方法

為了促進(jìn)課程目標(biāo)1的達(dá)成，學(xué)生應(yīng)該系統(tǒng)地學(xué)習(xí)軟件測試基本理論和方法，結(jié)合實(shí)際問題，運(yùn)用專業(yè)知識(shí)評價(jià)軟件系統(tǒng)解決方案。

為了促進(jìn)課程目標(biāo)2的達(dá)成，學(xué)生應(yīng)該提升自學(xué)能力，通過對相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行分析，找出可行的軟件系統(tǒng)測試方案，并通過文檔正確描述所用解決方案。

為了促進(jìn)課程目標(biāo)3的達(dá)成，學(xué)生應(yīng)該提升創(chuàng)新能力，能夠針對特定的應(yīng)用開發(fā)自動(dòng)化腳本、存儲(chǔ)過程或觸發(fā)器等工具，從而更好地對軟件系統(tǒng)進(jìn)行測試。

為了促進(jìn)課程目標(biāo)4的達(dá)成，學(xué)生應(yīng)該開闊視野，關(guān)注社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的形勢和政策，并對能夠說明軟件測試和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展之間的相互影響和作用。

為了促進(jìn)課程目標(biāo)5的達(dá)成，學(xué)生應(yīng)該開闊視野，關(guān)注軟件產(chǎn)品可能造成的人和環(huán)境損害，并能夠評價(jià)某一實(shí)際的軟件系統(tǒng)存在的損害人和環(huán)境的隱患。

4 教學(xué)評價(jià)

根據(jù)每項(xiàng)課程目標(biāo)的達(dá)成途徑，以及評價(jià)每項(xiàng)課程目標(biāo)實(shí)現(xiàn)情況的需要，確定相應(yīng)的考核方式和不同考核方式在每項(xiàng)課程目標(biāo)評價(jià)中所占比例[9-11]。本課程的學(xué)生成績構(gòu)成參考比例：作業(yè)20%，實(shí)驗(yàn)20%，課程設(shè)計(jì)60%?？己朔绞皆谡n程目標(biāo)評價(jià)中的比例如表2所示。

5 持續(xù)改進(jìn)

5.1 近兩年課程目標(biāo)達(dá)成情況對比

本次課程改革在軟件工程專業(yè)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)方向2018級(jí)實(shí)施后，對比2017級(jí)學(xué)生的課程目標(biāo)達(dá)成情況，各課程目標(biāo)的達(dá)成度均有所提高。具體對比數(shù)據(jù)如圖1所示。

針對上一輪次改進(jìn)措施中提到的方案，本輪次做了以下改進(jìn)：

1） 加強(qiáng)學(xué)生的課堂管理。上學(xué)期由于疫情原因，采用線上教學(xué)方式，在教學(xué)過程中，難以及時(shí)掌握學(xué)生的實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)情況。課堂活動(dòng)由于設(shè)置時(shí)間限制，導(dǎo)致部分同學(xué)未能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成課堂布置的任務(wù)。本學(xué)期線下教學(xué)過程中，加強(qiáng)對學(xué)生課堂表現(xiàn)進(jìn)行跟蹤，對課堂積分較低的同學(xué)，及時(shí)進(jìn)行預(yù)警，促進(jìn)其目標(biāo)達(dá)成。

2） 加強(qiáng)學(xué)生項(xiàng)目分析、設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)在課程設(shè)計(jì)中體現(xiàn)能夠在具體復(fù)雜工程問題中，理解軟件測試與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展之間的關(guān)系，評價(jià)項(xiàng)目及其成果的可用性、可靠性和安全性。后續(xù)應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生分析和設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練，改進(jìn)教學(xué)手段，引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源，強(qiáng)化課程目標(biāo)4和課程目標(biāo)5中涉及的能力培養(yǎng)。

5.2 問題分析

從分析與統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，有以下問題：

1） 課程目標(biāo)5達(dá)成情況評價(jià)值相對于其他課程目標(biāo)偏低。經(jīng)分析，課程目標(biāo) 5達(dá)成情況評價(jià)的考核方式為課程設(shè)計(jì)（30%） 、作業(yè)（40%） 和實(shí)驗(yàn)（30%） 。課程設(shè)計(jì)主要針對課程目標(biāo)中“能夠針對待測軟件工程項(xiàng)目，評價(jià)項(xiàng)目及其成果的可用性、可靠性和安全性?！边M(jìn)行考核、作業(yè)主要“針對自己開發(fā)的一個(gè)Web系統(tǒng)/App應(yīng)用程序/Windows應(yīng)用程序，借助相關(guān)測試方法和工具開展測試，結(jié)合測試結(jié)果評價(jià)系統(tǒng)的可用性、可靠性和安全性?！边M(jìn)行考核，實(shí)驗(yàn)主要針對“能夠結(jié)合軟件測試相關(guān)原理和技術(shù)，通過實(shí)驗(yàn)案例評價(jià)，評價(jià)軟件對人和環(huán)境造成損害的隱患?！边M(jìn)行考核;后續(xù)加強(qiáng)學(xué)生對軟件的評價(jià)能力。

2） 少數(shù)學(xué)生的課程目標(biāo)達(dá)成情況較差，學(xué)生個(gè)體課程目標(biāo)達(dá)成情況存在兩極分化的趨勢。課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)2的達(dá)成情況分析中，少數(shù)學(xué)生的達(dá)成情況評價(jià)值在0.6左右，而部分學(xué)生的達(dá)成情況評價(jià)值在0.9以上，說明學(xué)生存在一定程度的兩極分化。

3） 整體各個(gè)課程目標(biāo)整體達(dá)成均在0.8以上，學(xué)生整體目標(biāo)達(dá)成情況較好。

5.3 改進(jìn)措施

1） 針對課程目標(biāo)5，下一步將引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)課程資源平臺(tái)，增加相關(guān)軟件系統(tǒng)的案例分析，全面覆蓋Web系統(tǒng)、App應(yīng)用程序、Windows應(yīng)用程序等軟件項(xiàng)目類型，在師生共同分析的過程中培養(yǎng)學(xué)生對自選軟件工程項(xiàng)目的評價(jià)能力。

2） 針對兩極分化的問題，后續(xù)將加強(qiáng)學(xué)生管理，設(shè)置階段性考核，通過學(xué)生分組，組長把關(guān)，教師抽檢的方式，對學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行跟蹤，及時(shí)發(fā)現(xiàn)自覺性較差、自學(xué)能力較弱的學(xué)生，及時(shí)進(jìn)行干預(yù)，逐步消除兩極分化現(xiàn)象。

6 結(jié)束語

論文在分析工程教育認(rèn)證特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，貫徹落實(shí)工程教育專業(yè)認(rèn)證的三大理念，從課程目標(biāo)設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容與方法、教學(xué)評價(jià)、持續(xù)改進(jìn)等環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)施，旨在提高本專業(yè)學(xué)生的軟件質(zhì)量意識(shí)、掌握軟件測試的基本理論和相關(guān)技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生有效實(shí)現(xiàn)軟件領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的分析能力和評價(jià)能力。經(jīng)過對比近兩年課程目標(biāo)達(dá)成情況，學(xué)生的各課程目標(biāo)達(dá)成情況均有提升。

參考文獻(xiàn)：

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