TOPCARES—CDIO引導的軟件測試課程設計

王法勝 熊耀華 康玲 董悅麗 任長寧

摘 要：文章結合TOPCARES-CDIO工程教育理念引導的人才培養模式，探討了軟件測試課程的設計，提出了基于TOPCARE-CDIO工程教育模式的軟件測試課程體設計，分別從課程目標和能力指標選擇、課程內容及學時設計、教學組織形式、考核方式等方面進行了深入的分析和介紹，同時對課程的實踐內容設計也進行了詳細的介紹。T-C模式下的軟件測試課程設計為軟件測試人才培養提供了有利的指導，并為同行院校的課程建設提供了經驗。

關鍵詞：軟件測試；TOPCARES-CDIO；課程設計

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A

1 引言（Introduction）

伴隨著軟件產業的發展，軟件測試在整個軟件生命周期的地位不斷的提高，軟件測試工作貫穿于整個軟件產品的生命周期[1]。隨之而來的是軟件測試人才的大量需求，國內高校充分注意到了軟件測試類人才的巨大需求[2]，在軟件工程專業人才培養中，設置了軟件測試方向，專門培養軟件測試人才，例如，河北師范大學軟件學院、大連東軟信息學院、鄭州輕工業學院等高校[2]。在軟件測試人才培養中扮演重要角色的課程是《軟件測試》，作為一門必修課程，學生能夠通過學習了解和掌握軟件測試理論和技術，掌握自動化測試工具使用，并能熟練應用各種方法對各類應用系統進行測試。

我校自2004年開始開設《軟件測試》課程，經過十多年的教學實踐，形成了獨特的工程教育理念為基礎的課程體系。2010年，TOPCARES-CDIO工程教育理念被提出[3，4]，并在國內多所高校進行了實踐。TOPCARES-CDIO（簡稱T-C）是以CDIO工程教育為基礎構建的具有八大能力指標體系的教育模式，即技術知識與推理能力（T）、開放式思維與創新（O）、個人職業能力（P）、溝通表達與團隊協作（C）、態度與習慣（A）、責任感（R）、價值觀（E）、實踐應用能力（S），T-C模式引導的人才培養方案能夠全方位的培養學生的能力。《軟件測試》課程在T-C模式的引導下，經歷了多年的改革，形成了較為穩定的內容體系，為軟件測試人才培養發揮了重要作用[5，6]。

2 課程目標及能力指標的選擇（Course object and

ability index selection）

本課程主要介紹軟件測試的基本原理和常用的測試技術，共64學時，其中理論學時44，實踐學時18。通過該課程的學習，使學生掌握軟件測試的基本理論和基本方法，能熟練使用常用的測試工具，了解工程項目中軟件測試的實施策略和實施過程，并進一步增強學生軟件質量管理的意識。通過本課程的學習，學生能夠根據需求規格說明書和程序代碼設計測試用例，并能運用測試工具進行測試。在T-C模式的八大能力共一百多個指標中，結合課程的特點，我們選擇了如表1所示的能力指標。

3 課程內容及學時安排（Course contents and hours）

本課程的目標是掌握軟件測試的理論、方法和技術，因此，在課程內容設置上，我們將課程分為8大模塊，分別是：軟件測試理論、測試用例設計方法、單元測試、集成測試、系統測試、回歸與驗收測試、自動化測試和測試過程管理，基本覆蓋了軟件測試中涉及的方法、技術和工具。在學時安排上，軟件測試理論部分共6學時，分為3次課，分別講授：軟件測試的基本問題、軟件缺陷的基本問題，以及軟件測試管理。課程的重點內容是第2模塊，講解黑盒測試用例設計方法和白盒測試用例設計方法；第7和第8模塊以實踐為主，其中第7模塊主要涉及惠普系列自動化測試工具的使用，有功能測試工具UFT和性能測試工具LoadRunner；第8模塊為課程三級項目實戰模塊，要求學生完成對我校國際合作平臺的功能及性能測試，并撰寫測試文檔。課程不同的內容模塊對應的能力指標如表2所示，其中CU即為課程單元（Course Unit）的縮寫。

《軟件測試》課程是一門實踐性較強的課程，因此，在內容設置上，我們也突出了實踐學時的設計，在表2中的“單元測試框架Xunit實踐”和“系統測試練習”部分都是實踐部分，要求學生編寫單元測試代碼和完成國合系統的界面測試、易用性測試和部分核心業務流程的功能測試。第7和第8模塊的實踐學時安排如表3所示，其中CP為課程項目（Course Project）的縮寫，UP為單元項目（Unit Project）的縮寫。

課程的三級項目為我校國際合作平臺的功能及性能測試（圖1），考查學生綜合運用測試技術、測試方法、測試工具對Web系統進行測試的能力和測試文檔撰寫能力。教師將為學生提供項目的用例模型和業務流程，由學生提取測試需求，并撰寫測試計劃，設計測試用例和撰寫測試報告、缺陷報告，所有的文檔模板均由教師提供。

自動化測試工具部分的實踐涉及到自動化測試工具Unified Function Tester（UFT）和LoadRunner的學習和使用，要求學生按照教師提供的實驗指導書，完成所有的實驗任務，UFT中涉及的知識點包括：腳本的錄制與執行、檢查點技術、參數化、輸出值與參數化和測試對象庫等，LoadRunner中涉及的知識點包括：業務流程腳本的創建、場景的設計與執行和性能測試結果分析，總的實驗次數為八次。

4 教學方法與組織形式（Teaching methods and

organization）

《軟件測試》課程是一門理論與實踐結合且具有較強實踐性的課程，因此在教學方法上，我們采用參與式教學和以慕課為載體的翻轉課堂。2014年開始，本課程組建設了軟件測試慕課平臺并制作了13個知識單元的慕課，供學生課下學習，培養學生自由探索知識的意識。教師在課上將不再重復講解慕課中的知識點，而以擴充性的知識點為主。另外，為充分調動學生的積極性，參與課堂教學，我們選擇部分章節的知識點交給學生準備教學資料，制作課件并講授。學生在查閱資料和準備教學資料的過程中，可以進一步提升創新意識。在學生完成講授之后，由教師進行知識點的補充。適用參與式教學的知識點安排在系統測試一章，將該章的知識點分解為：功能測試、性能測試、安全性測試、移動互聯網測試、本地化測試、兼容性測試等小模塊，教師為學生提供適當的資料并引導學生如何去查找資料。

經過近今年的實踐，這種參與式教學和慕課引導的翻轉課堂進一步調動了學生的積極性，提升了他們的創新意識，同時也解放了教師，將更多的精力放在創新意識的培養上。

5 考核方式（Evaluation method）

本課程的考核方式分為形成性考核和終結性考核，二者分別占總成績的40%和60%。形成性考核側重實踐的考核，三級項目的測試共10分，JUnit測試代碼編寫和自動化測試工具實踐共24分，至少完成8次，每次3分，如表4所示。終結性考核安排如表5所示，考試形式為閉卷考試，考試時間120分鐘，題型選擇較為豐富，涵蓋了選擇題、判斷題、簡答題和測試用例設計題（解答題）。試題將重點考查學生應用知識解決實際問題的能力，降低死記硬背的知識點，從實踐效果來看，這種考核方式更能考核出學生的真實水平，對提高學生學習興趣和學習的主動性、積極性大有裨益，為將來求職打下基礎。

6 結論（Conclusion）

本文介紹了TOPCARES-CDIO教育理念引導的軟件測試課程設計。課程的學習不僅重視學習的結果，也重視對過程的考核。通過對形成性考核的合理設計，對學習過程進行合理的考核，重點考察學生的實踐能力和知識應用能力。通過實踐項目的設置，使得學生的實踐水平得到進一步的鍛煉，為以后的求職打下堅實的基礎。

參考文獻（References）

[1] Lawanna A.An Effective Test Case Selection for Software Testing Improvement[C].Proceedings of the International Computer Science and Engineering Conference，2015：1-6.

[2] Soska A，Mottok J，Wolff C.An Experimental Card Game for Software Testing-Development，Design and Evaluation of a Physical Card Game to Deepen the Knowledge of Students in Academic Software Testing Education[C].Proceedings of the 2016 IEEE Global Engineering Education Conference，2016：576-584.

[3] Zhu B，Zhang S M.Experiment Teaching Reform for Software Testing Course Based On CDIO[C].Proceedings of the International Conference on Computer Science & Education，2014：488-491.

[4] 鄭東霞，王法勝，王明志.TOPCARES-CDIO工程教育的軟件測試方向人才培養模式[J].計算機教育，2013，16：4-8.

[5] 王法勝，等.自動化測試工具課程教學方案[J].計算機教育，

2011，11：61-63.

[6] 黃鵬宇，等.創新型人才培養中教學與科研工作實踐[J].軟件工程師，2014，17（8）：41-44.

作者簡介：

王法勝（1983-），男，博士，副教授.研究領域：軟件測試.

熊耀華（1974-），男，碩士，副教授.研究領域：項目管理.

康 玲（1974-），女，博士，副教授.研究領域：軟件測試.

董悅麗（1973-），女，碩士，教授.研究領域：項目管理.

任長寧（1978-），男，碩士，副教授.研究領域：軟件開發.