軟件測試思維在“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”教學(xué)中的培養(yǎng)初探

◆劉舒婷

(吉林大學(xué)軟件學(xué)院)

軟件測試思維在“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”教學(xué)中的培養(yǎng)初探

◆劉舒婷

(吉林大學(xué)軟件學(xué)院)

針對“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程教學(xué)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，提出了四點(diǎn)軟件測試思維與“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程知識(shí)點(diǎn)的結(jié)合的措施，同時(shí)以長春建筑學(xué)院為例，通過實(shí)踐數(shù)據(jù)說明了該教學(xué)思想有助于提高課堂的有效教學(xué)，為程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革提出了新的思想。

軟件測試思維 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 教學(xué)改革

《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是各高校計(jì)算機(jī)專業(yè)開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，大多數(shù)高校通過講授C或C++ 語言來鍛煉培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、計(jì)算能力和編程能力，為以后學(xué)生學(xué)習(xí)其他程序設(shè)計(jì)類課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。探討如何通過軟件測試思維的引入提高學(xué)生的編程興趣，增強(qiáng)領(lǐng)域知識(shí)對教學(xué)具有實(shí)際意義。

一、“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

當(dāng)前，大多數(shù)教師在教授該門課程時(shí)只重視語法和算法的講授，而不注重程序設(shè)計(jì)的綜合能力的培養(yǎng)，學(xué)生沒有學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果不好。分析造成該狀況的原因主要有以下三點(diǎn)：(1)缺乏融合軟件工程思維的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教材。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)的面向普通本科的C/C++教材的內(nèi)容的編排都是傳統(tǒng)模式，以講解語法為主，在講解循環(huán)結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)體、鏈表等章節(jié)時(shí)融入了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法的知識(shí)，只有近幾年年出版的個(gè)別教材對內(nèi)容進(jìn)行了改革，從案例角度、軟件工程的角度、算法的角度來進(jìn)行講解，但這種教材使用范圍較小。(2)教師講授該課程的知識(shí)體系和思想意識(shí)落后。很多教師不喜歡改變原有的知識(shí)體系，因循守舊，只考慮把課程教完就萬事大吉，而沒有從學(xué)生角度考慮問題。(3)部分教師自身知識(shí)體系不完整。由于高校教師除了從事日常教學(xué)外還承擔(dān)著科研的任務(wù)，每個(gè)人都有自己的研究領(lǐng)域，所以對自身不擅長的領(lǐng)域內(nèi)容欠缺或忽視，這也直接體現(xiàn)本門課程的教學(xué)中。

眾所周知，程序是構(gòu)成軟件的重要的組成部分，程序的正確性、健壯性問題關(guān)系到整個(gè)軟件的質(zhì)量。所以應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生編程能力的同時(shí)加強(qiáng)對軟件測試能力的培養(yǎng)，增強(qiáng)對軟件和程序的宏觀認(rèn)識(shí)。

二、融入軟件測試思維的“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革措施

首先，教師在教學(xué)過程中應(yīng)將軟件工程中強(qiáng)調(diào)的“5W+1H”的思想注入到學(xué)生的思想意識(shí)中，在此可解釋為Why(程序的作用)、What(程序的功能)、Who(開發(fā)者)、When(開發(fā)時(shí)間)、Where(開發(fā)地點(diǎn))、How(程序的算法)，使學(xué)生建立軟件的概念，強(qiáng)調(diào)在編寫完程序后要選用恰當(dāng)?shù)臏y試數(shù)據(jù)，進(jìn)行足夠多的測試，保證程序的正確性、健壯性，當(dāng)測試達(dá)到要求后才能夠提交程序。

其次，將軟件測試的思想、方法融入到程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的講授中。部分軟件測試思想與C/C++各知識(shí)點(diǎn)的結(jié)合列舉如下：

(1)將黑盒、白盒測試技術(shù)融入到選擇、循環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)容中。白盒測試重點(diǎn)測試程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否正確，C/C++課程中的選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)有多條路徑，在判定節(jié)點(diǎn)擁有多個(gè)判定條件，在講解該結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)將白盒測試中的邏輯覆蓋思想融入其中。在完善程序時(shí)可采用等價(jià)劃分和邊界值分析兩種思想選取測試數(shù)據(jù)，利用等價(jià)劃分技術(shù)分析數(shù)據(jù)有利于提高程序的健壯性。

(2)單元測試、集成測試與函數(shù)的結(jié)合。可以將C語言中的函數(shù)理解成模塊，每一個(gè)函數(shù)完成一個(gè)獨(dú)立的功能，編寫由多個(gè)函數(shù)構(gòu)成的程序時(shí)，應(yīng)該對每個(gè)函數(shù)進(jìn)行單元測試，確認(rèn)每個(gè)函數(shù)的正確性，然后逐一集成，最終完成整個(gè)程序的測試。

(3)編寫程序時(shí)應(yīng)融入的軟件測試意識(shí)：在編寫C/C++程序時(shí)要讓學(xué)生知道絕對正確的程序是不存在的，再小的程序也存在著錯(cuò)誤；在學(xué)生編寫完程序后應(yīng)讓學(xué)生組成小組，互相測試對方的程序，這也是軟件測試中第三方測試的作用；鼓勵(lì)創(chuàng)造性思維，提出不合理數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件測試。

三、教學(xué)效果分析

該教學(xué)思想已經(jīng)應(yīng)用于長春建筑學(xué)院14級信息安全專業(yè)學(xué)生的“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程教學(xué)。該課程開設(shè)于第一學(xué)期，學(xué)時(shí)均為84學(xué)時(shí)，其中理論42學(xué)時(shí)，上機(jī)42學(xué)時(shí)，選用的教材相同。信息1401為改革班，信息1402為傳統(tǒng)班。在2014-2015學(xué)年一學(xué)期《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》期末考試中，信息1401平均分73.3分，優(yōu)秀率6%，及格率72%；信息1402平均分54.71分，優(yōu)秀率0%，及格率52%。在2014-2015學(xué)年二學(xué)期的《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)中，信息1401優(yōu)秀4人，良好8人，中等15人，及格3人，不及格0人；信息1402優(yōu)秀2人，良好5人，中等17人，及格5人，不及格0人。

以上數(shù)據(jù)說明將軟件測試思想融入到程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)中可以提高教學(xué)效果，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)生解決問題的能力，尤其在第二學(xué)期的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)中，信息1401班學(xué)生更能夠從整體上考慮整個(gè)系統(tǒng)功能的劃分，完成各部分程序的設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)的功能和性能更好，系統(tǒng)更穩(wěn)定。

四、結(jié)論

以上改革實(shí)踐證明，在講授程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程時(shí)，除了講授語法、算法之外，還應(yīng)該有意識(shí)的培養(yǎng)學(xué)生的測試能力，使學(xué)生對程序有更完整的認(rèn)識(shí)。在將軟件測試思想融入課程教學(xué)的同時(shí)要注意循序漸進(jìn)，不能夠喧賓奪主，讓軟件測試的思想不知不覺進(jìn)入到學(xué)生的意識(shí)中。希望的這種教學(xué)思想能夠?yàn)槌绦蛟O(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)注入新的活力。

[1]田紅磊.基于計(jì)算思維的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革.[J].課程教育研究，2015，(3)：73-74.

[2]沈濟(jì)南，梁芳.程序設(shè)計(jì)類課程實(shí)踐教學(xué)方式改革研究[J].教育論壇，2014,(52)：99-100.

[3]張進(jìn)，葉慧婷.程序設(shè)計(jì)新型教學(xué)方法研究[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2015，(1)：104-106.

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1.吉林省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題，批準(zhǔn)號GH150390。

課題名稱：基于軟件工程思維的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)方法與評價(jià)體系改革實(shí)踐。

2.吉林省高等教育學(xué)會(huì)2015年度高教科研課題，課題編號JGJX2015D291。

課題名稱：基于軟件工程思維的C語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)方法與評價(jià)體系改革研究。