基于案例的軟件測試實驗教學

摘要:軟件測試技術是實踐性極強的學科， 在教學過程中強調教師精講學生多練。該文提出了在實驗教學中的改革方案，即以案例任務為驅動，建設軟件測試實驗案例庫，將教師與學生、課堂教學與實驗教學、課內學習與課外學習融為一體。該改革方案既減輕了教師低層次重復性工作量，又能吸引學生主動學習、主動實驗，切實提高了學生軟件測試實踐能力。

關鍵詞:軟件測試;案例任務驅動;教學改革

中圖分類號:TP311文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)27-7820-02

Experimental Teaching of Software Testing Technology Based on Case

LI Hui-zhuo， TANG Jun， FAN Yong

(School of Computer Science and Technology， Southwest University of Science and Technology， Mianyang 621010， China)

Abstract: Software testing technology is a highly practical subject. In the teaching process， the explains of teachers should make students more easily understand， and students should more practice. In this paper， it proposed a reform scheme in teaching. With task-driven case， the scheme built a library of testing case. It combined teachers with students， classroom teaching with experimental teaching， and curricular learning with extra-curricular learning. The reform program is to both alleviate the workload of teachers in low-level repeatability， and also attract students to active learning， active experiments， and effectively improve ability of the students.

Key words: software testing; task-driven case; pedagogical reform

由于軟件測試是一門實踐性很強的課程，應采用精講多練的原則開展教學，即學生通過大量的上機實踐，循序漸進地提高自身的軟件測試用例設計、開發、執行能力以及軟件測試的管理能力。但在具體實踐教學組織中，教師普遍感覺有許多不如意的地方，具體表現在這幾方面:傳統的測試觀點如何和現在學生學習的面向對象的語言相結合;單元測試和集成測試如何展開;如何選擇測試工具;如何貫徹軟件測試管理思想等。同時，對于沒有建立完整的軟件測試模型的學生來說，學生對于測試實驗會有簡單工作復雜化的想法，從而對課程學習失去興趣與積極性。

總的來說，實驗教學需要在教學時數內，強調測試基本概念的同時提高學生的綜合應用能力，使實驗教學逃脫對測試概念過于強調的低層次怪圈，切實落實對學生測試用例的設計、開發、執行能力的培養。采用測試案例任務驅動的方式進行實踐教學，能很大程度地解決上述問題，實現分階段、循序漸進的實踐教學。

1 案例實踐教學的總體設計

由于軟件測試課程實驗環節較多，教改方案按照教學內容分布，采用循序漸進的方式來實施將實驗分為基礎測試實驗、階段性測試實驗、綜合測試實驗三部分，具體實驗內容和分配比例如圖1所示。其中基礎實驗是后續測試的基礎，強調測試基礎方法的實驗應用能力;階段性實驗主要是針對軟件開發3個階段而開展了相應階段性測試訓練，有助學生加強對軟件開發流程和測試流程的認識;綜合實驗內容主要是針對web系統的測試，特別強調了功能性測試、性能測試以及可用性測試、界面測試等內容。由于綜合測試實驗內容多，實施中采用分組實驗的方式，該方式不僅可以鍛煉學生的個人測試及軟件測試管理能力，還能鍛煉其團隊合作精神。同時，在案例設計中，測試案例任務分為基礎實驗和擴展實驗兩部分，以適應不同層次同學的學習需求。

在軟件測試實驗室的建設方面，學院擁有100多套硬件平臺，其中包括3套服務器平臺。 在軟件方面，學院購買了HP-Mercury QuickTest和WinRunner兩套商業測試工具，同時還引入小型開源測試軟件以及專業測試軟件的免費試用版或者演示版。其中學院測試管理平臺由Bugzilla搭建;白盒測試方面，基于JAVA開發軟件的測試選擇了Eclipse + CheckStyle + Junit + EMMA進行代碼規范檢查、單元測試及覆蓋率統計，基于C++開發軟件的測試選擇了CppUnit和國內測試軟件Visual Unit。另外，性能測試選擇了LoadRunner試用版本，其他工具有Watir、MaxQ、Httpunit、JTest、Cactus、StrutsTestCase、TestNG等。這些都是開源項目，限于篇幅，不一一介紹。

2 案例庫的設計

案例庫的設計應按照實驗內容和比例要求來完成。主要的設計理念有以下幾點:

1) 針對性:測試案例要有其針對的訓練目的。

2) 延續性:盡量和學生前期所學的程序設計基礎相結合，測試案例可以選擇前期學生自己完成的系統。

3) 應用性:測試案例盡量是學生大量接觸的軟件系統。

4) 工具使用:在軟件測試中，為了避免大量重復工作，須使用相關測試工具。在案例設計中，其中一項重要的訓練項就是要強調對測試工具的使用。

5) 多樣性:在測試案例的設計中，應保持案例的多樣性，使其與目前主流軟件應用相對應。

基礎測試實驗案例設計上主要體現了延續性和針對性。案例主要基于學生前期所學的程序設計內容，主要以C、Java、C++開發的軟件為主。這里往往會遇到一個問題，就是在選擇案例時，為保證知識的延續性(主要在程序設計語言上)，往往選擇面向對象的設計語言開發的軟件作為測試案例。而教學中基礎的測試實驗部分，其測試方法往往是針對測試而非針對面向對象語言開發的軟件。所以，在測試實驗案例的設計中，應該采取限制測試內容的方法，即可選擇僅測試Class內部成員方法，這樣就可以更具針對性地鍛煉學生對基礎測試方法的應用能力。

階段性測試，對學生而言較為困難。在設計中為了較好地幫助學生理解，并在較短的時間內完整全面地理解掌握測試技術，測試案例軟件應該采用較小規模軟件案例，一般選擇帶源碼的完整windows小應用程序。建議從學生前期開發的軟件包括科技活動、課程設計、畢業設計中選取或者選擇一些開源的小程序。但要求必須經過整理和修正，使其更具針對性。當然也可以為測試專門開發小應用程序。目前學院選擇的軟件主要有代碼編輯類、安全類(端口掃描，協議分析)、聊天類、打字游戲類等程序，這些案例的開發語言結合學生前期所學的語言，以JAVA和C++開發為主。

綜合測試實驗是考察學生對測試知識的綜合應用。案例選取上以web系統為主，建議直接對現有的網絡系統進行測試，如www.163.com等。但這里由于很多網站都進行了安全設置，部分測試將無法開展。所以案例選擇上主要采用網絡上開源的blog網站，如myBlog、Roller Weblogger等。

在測試案例庫中，教學改革方案應強調提供測試案例的需求說明和設計說明。對于不同的系統而言，并不必給出完整的需求和設計說明，但對于需要測試的部分則是必須提供完整的需求和設計說明，同時還要給出測試案例的bug列表，以方便測試用例的設計和學生實驗的成績評判。但一次性提供出完整的bug列表并不太現實，可根據連續多屆學生的測試結果，不斷地完善bug列表。

3 實驗教學組織

在實驗教學組織方面，基礎測試實驗為學生對測試的入門階段，教學方法是通過課堂講授并輔以例程驗證來開展，目標是引導學生學習測試的黑盒測試和白盒測試的基本方法。階段性測試實驗強調測試不同階段的過程管理、測試計劃、用例設計和測試實施。而綜合性測試實驗，學院在實驗室服務器上構建了blog網站，供學生測試使用。由于實驗測試內容多，教改方案采用分小組進行測試的方式，對測試管理、用例設計和測試實施等各方面進行能力訓練。

教改方案在實驗效果評估方面仍然沿用了提交實驗報告的方式。對于實驗報告的評判標準包括兩個方面:1)內容的規范性，如:測試用例的設計規范、測試流程的規范、測試報告的規范、bug報告的規范。2)bug數量。這里bug數量越多越好，但對bug的描述要求以是否有利與bug的定位為評判標準。通過教改方案的實踐情況發現bug評判標準，極大的提高了學生測試的興趣和積極性。

在實驗資源管理上，測試案例庫、測試工具以及測試工具使用說明采用在校公開發布方式，方便學生課堂和課外學習實踐。另外，學院還組建了學生軟件測試團隊，針對學院軟件創新實踐基地的項目進行測試。同時將具有代表性的案例納入到測試案例庫中，以擴大案例庫規模。

4 實驗教學效果

經過2年的教學實踐，基于案例的測試實驗教學改革取得了良好的效果。

首先教學組織更有效。由于測試實驗所包含的內容非常多，包括測試用例的設計、測試的實施、測試報告的撰寫等，這部分內容在課堂教學往往是無法很好的完成的。所以教改方案公開資源發布，利于學生提前了解測試內容，選擇測試工具，學習測試工具，在課堂實踐時有的放矢，提高實踐效率，增強學生自主學習能力。

有效激發學生學習程序設計的興趣。教改方案中采用多案例， bug評估等新穎的教學手段，不但鞏固課堂教學內容，鍛煉學生動手能力，同時增強學生學習興趣。學生可以在教學內外針對測試案例進行學習交流，提高自身軟件測試能力。

課內學習與學生課外科技活動相結合。學院每學期組織學生參加科技活動，參加軟件測試項目的同學逐年增長，參加同學從開始的1、2個小組到現在的10來個小組，同時參加人數的比例也發生了變化，由最開始的僅有女生參加，到現在參加人數的30%均為男同學。測試項目包括學生科技活動項目和學院自行開發應用項目，如:畢業設計選題系統等。隨著案例實踐教學的推廣，增強了學生對測試重要性的認識，同時越來越多的學生對軟件測試的產生了的興趣，在學院產生較大影響。

5 結束語

軟件測試技術是知識與能力并重，實踐性極強的課程，其教學重點和難點在于對實踐能力的高要求上。所以教學改革方案通過引入案例教學、建立測試案例庫，減輕教師工作負擔，營造并吸引學生主動學習的氛圍，達到了將課內、課外學習、學生科技興趣活動融為一體，切實提高了學生軟件測試能力。在軟件測試實踐教學中，教學改革方案通過分析大學生的學習特點，有效地引導和激發了學生學習的興趣和動機、創造性。當然軟件測試教學改革方案還需要不斷根據軟件技術的發展和學生特點的發展不斷進行改進和調整，需要長期堅持不懈的探索。

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