基于“互聯網+”的軟件測試MOOC課程建設

鄭 煒，王文鵬，胡德生，劉文興，楊喜兵

（西北工業大學 軟件與微電子學院，陜西 西安 710072）

基于“互聯網+”的軟件測試MOOC課程建設

鄭 煒，王文鵬，胡德生，劉文興，楊喜兵

（西北工業大學 軟件與微電子學院，陜西 西安 710072）

分析國內外MOOC教育的發展現狀，提出采用智能選題、以考代評、課堂翻轉等全新教學方法來解決現存教育模式問題，介紹基于“互聯網+”的軟件測試課程建設成果。

MOOC計算機； 軟件工程；互聯網+；課程建設

中圖分類號：G642

1 國內外MOOC教育的發展現狀

21世紀初以來，MOOC的興起引起了高校的廣泛關注。特別是2012年以后，美國頂尖大學陸續設立了網絡學習平臺，開始提供免費網絡課程； Coursera、Udacity、edX三大課程提供商給學生提供豐富的網絡在線課程學習機會。在全球范圍內，目前已有數百萬人注冊參與了各類MOOC教育系統。目前已有14個國家和地區的94所大學與組織加入了Coursera，上述數字還在不斷上升。這場由美國知名大學發起的教育風暴已蔓延到世界各地，我國教育部高度重視大規模在線教育，部分高校也已積極投身MOOC浪潮之中，其中，清華大學與北京大學于2013年5月加入了edX，并有多門課程上線；北京大學、上海交大與復旦大學加盟了Coursera[1]。與此同時，我國一些重點大學也正在嘗試利用MOOC方式進行教學方法改革。

MOOC課程在我國各大高校的建設過程中歷經多方的完善和補充，現已形成一個較為成熟的線上教學體系，其課程特征主要體現在工具資源多元化、課程易于使用、課程受眾面廣、課程參與自主性強等方面。同時，MOOC也使得各大高校可以在全國范圍內選擇最優秀的在線課程資源建設課堂教學環境，改善教學方式。此外，由MOOC引起的全國優質教育資源重組，將促進全國范圍開放課程資源整合、大學課堂云平臺建設、新型精品共享課建設；網絡化、信息化、共享在線課程教育將使得教育傳播服務方式產生前所未有的變革。

在國內最大的MOOC在線課程學習平臺上，北京大學、復旦大學、中國人民大學等68所國內優秀高校已積極投入到MOOC課程的建設浪潮之中。截至目前，中國大學MOOC平臺已經在諸多學科分支方向上開設了近1 100門課程[2]，其課程分布如圖1所示。

圖1 中國大學MOOC平臺課程分布情況

由于MOOC的多數課程建設始于計算機專業，因此，MOOC對于計算機與軟件工程專業的影響最為深刻。在已經收錄的工程技術類課程里，計算機與軟件工程專業占了很大部分。鑒于現已開設科目種類的廣泛性，以及對受教群體學習需求的集中整理，我們特別開設了軟件測試在線教學課程，并且以此課程為基礎取得了一系列優秀的教學成果。

2 軟件測試MOOC課程的教學模塊設置

軟件測試是一門技術性很強的專業課程，對學生專業素養要求很高。本課程兼顧培養“高級工程應用型人才”和“頂尖學術研究型人才”，在注重“基礎理論+實踐應用”的基礎上，對測試人員職業素養養成、主流行業測試工具以及軟件測試研究領域前沿技術和課題等進行探討，一方面為學生從業后盡快適應工作崗位做好準備，另一方面挖掘學生潛能，為其進一步從事軟件測試領域學術研究奠定基礎。

2.1 MOOC立項

我們開設的基于MOOC的軟件測試課程為軟件測試技術的學習者提供前沿理論和應用實踐介紹，其內容結構簡明合理、層次清晰、深入淺出，注重將軟件測試理論知識、技術與工程實踐緊密結合，同時重點突出一個“新”字，開創性地引入促使互聯網發展的新興技術。軟件測試課程于2015年獲得全國工程碩士研究生教育在線課程建設項目——學堂在線（國家級MOOC項目）立項。

2.2 課程結構組成及教學模塊劃分

我們采用最新的信息化技術和傳統教育教學相結合的方式，總結互聯網教育教學和傳統教育教學經驗，力圖解決新形勢下的“互聯網+”教育教學方式存在的交流互動性缺乏等問題，形成一個較為完整的教學流程和成熟的教學體系，其課程結構組成及具體應用階段如圖2所示。

圖2 課程結構組成與應用階段

1）軟件測試課程網上視頻教學。

現代軟件測試與傳統的軟件測試不一樣，它貫穿整個軟件生命周期，涉及各種軟件開發技術、應用技術以及測試技術，覆蓋軟件各種應用領域，面臨不同的專業領域知識，所要求的投入與軟件開發相比規模同等甚至更高[3]。隨著科技的進步，以云計算、大數據、“互聯網+”、智能移動平臺為基礎的各類應用也是層出不窮。針對當前新型軟件應用，我們推出軟件測試課程網上視頻教學，采用線上教學模式，實時更新、優化教學資源。該模塊主要應用在授課階段，旨在幫助相關從業者盡快了解軟件工程領域中的相關知識結構，同時優化教學資源配置。軟件測試課程網上視頻教學模塊具體內容如圖3所示。

圖3 軟件測試課程網上視頻教學模塊具體內容

2）試題生成與分析系統。

試題生成與分析系統是基于軟件測試教學課程，由研發負責團隊所開發的用戶學習水平測試軟件，其開發與應用過程涉及大數據的數據挖掘、人工智能算法等相關技術，其主要功能模塊劃分如圖4所示。系統運用數據挖掘技術，針對學習者考試成績的錯題分布情況，分析知識盲點。同時，針對學生用戶個體的知識薄弱點較快完整地生成與其匹配的測試試題。本成果主要應用在測評階段，旨在幫助學生用戶個體對知識點進行查漏補缺，鞏固所學知識技能。

3）基于APP的軟件測試網站。

基于APP的軟件測試網站作為一個公益性的軟件測試教育平臺，持續接收來自各地的相關從業者以及學生用戶的學習要求，并為他們提供學習機會、活動機會、教育指導，以及相應資源和服務，平臺具體功能如圖5所示。作為課程教學的最后一環，平臺主要應用在實踐階段，旨在幫助學生用戶參與應用實踐，活學活用，提高學生用戶的專業技能。該平臺主要圍繞學習、實踐、完善提升3個功能板塊搭建平臺，旨在使受教育者能夠最大限度地汲取知識，鍛煉實踐經驗，以達到預期的教學效果。

2.3 課程建設解決的問題

基于“互聯網+”的軟件測試MOOC課程建設所取得的3項教學成果，經過實驗階段的考核和后期的完善改良，現已初步形成一個較為成熟的教學體系框架，同時它解決了傳統教育模式中存在的一些問題，主要體現在以下幾個方面：

1）解決了教育成本高、學習地點和時間不自由、共享性差的教學問題。

圖4 試題生成與分析系統模塊具體內容

圖5 基于APP的軟件測試網站模塊具體內容

相對于傳統教學而言，“互聯網+”形勢下的教育教學本身有著成本低、共享性高、學習時間和地點自由等優點，本成果將傳統教學經驗與信息技術優勢相結合，學生個體只需要登錄相應的客戶端，就可以輕松擁有實時更新的視頻教學，隨時根據學習水平自動化定制自己的測試試卷。對于學生的實踐結果，本成果通過網絡平臺也能給出實時性的規范化指導，利用網絡的線上教育，節省了教學開支，學生個體可以不受時間、地點的限制。

2）解決了教育教學中學生的差異性問題。

在教學中，如何解決學生的差異性問題，即結合學生的不同學習情況給出不同的教育教學方案是一個重要且復雜的事情，如何定位學生的層次、如何結合學生層次給出相應教學方案一直以來都是困擾教育工作者的問題。本成果創新性地創建了基于學生個體成績分析的試卷生成與分析系統，以及基于APP的軟件測試網站。對于基于學生個體成績分析的試卷生成與分析系統，學生個體可以通過大量的理論試卷測評審查自己的知識薄弱點，同時，系統可以自動化地生成對應的考試方案與學習建議。而對于測試移動平臺軟件的測試網站則是通過對學生的實際應用操作進行記錄，同時對測試數據進行分析比對，從而對學生開發過程中薄弱的環節給出相應的指導。從理論到實踐，實現理論和實踐的緊密結合，同時針對不同學習層次學生的不同知識結構提出合理化指導與建議。此外，系統開放數據分析接口，線下教師可以根據不同學生的線上分析數據制定相應的個性化教學方案[4]。

3）提高了學生的學習興趣。

多年的教學活動顯示，提高學生的自信度是提高學生學習興趣的一個關鍵因素。本成果從視頻教學到理論和實踐指導平臺均采用循序漸進的指導與教學方式，教學前采用簡單入門教學方式，目的是提高學生的自信度；后期根據學生以往的測試數據和學習進度可以適當提高難度，系統不定期劃分學習小組，以小組平均成績為基礎進行競賽，以提高學生的學習競爭意識。同時線下可以通過學生的測試數據對學生學習心理和學習習慣進行指導，以便使學生樹立良好的學習觀，讓學生輕松進階，在樂趣中學習。

4）在師生間建立了良好的溝通渠道。

傳統的基于互聯網的教育教學缺乏有效的相互交流，本成果利用線上線下兩種教學模式，學生個體線上聽課時，可以及時反饋學習意見，系統可以統計學生反饋的意見提供給線下授課教師，增強師生之間的交流互動。

2.4 基于“互聯網+”的軟件測試MOOC課程建設的成果創新點

在“互聯網+”快速發展的大環境中，MOOC課程教學已經成為了一種頗受歡迎的教育模式。我們巧借MOOC之石攻玉，自主創新，成功建設了基于“互聯網+”的軟件測試MOOC課程[5]。與以往的MOOC課程建設相比，此次建設成果在多個領域上實現了創新，具體如下：

1）線上線下兩種教學方式結合，提供給學生個體一個全方位的學習平臺。

本成果利用互聯網技術的諸多優點，結合傳統教育教學的經驗，提供一種線上線下教學方式相結合的新型教學模式，一方面線上收集來自每個學生個體的實時學習信息，另一方面線下根據收集數據完善教育教學計劃，最終為學生用戶個體搭建一個“O2O雙向教學模式”的學習平臺。

2）理論學習與實踐學習相結合，注重實踐精神。

MOOC課程建設收獲的網上教學視頻、試卷生成與分析系統以及基于APP的軟件測試網站3者相互補充，不僅可以提高學生個體的理論基礎知識，也可以提高學生的動手實踐能力。同時系統鼓勵學生參加軟件開發規范化競賽，通過“以賽代練”的方式著重培養學生學以致用的實踐精神。

3）注重將學生的學習水平分層，將學生個體的知識結構進行分層。

首先，本成果制定的系統可以根據不同學生的學習進度自動生成不同水平的測試試卷，注重學生的不同學習水平，根據學生個體的知識結構差異，定制不同知識結構的試卷。其次，可以根據系統的反饋數據，線下對不同學生的不同知識結構給出個性化的指導。

4）依托精品課程資源，引入數據分析技術。

本成果依托軟件測試、基于模型的軟件驗證與測試、軟件工程等精品課程資源，起點較高，受益面廣。同時結合數據分析技術，真正定制屬于自己的個人教學方案，摒棄了傳統網絡教學中的資源冗余。

3 MOOC課程建設成果的推廣應用效果

基于“互聯網+”的軟件測試MOOC課程所收獲的3項教學成果，充分利用和結合了信息技術的共享性與可永久存儲性等特點，在提高教育資源共享性的同時，大大降低了教育資源的成本。在學生用戶和授課教師的一致努力下，現已經取得了較為良好的推廣應用效果。

1）視頻點擊量不斷增加，在線學習總時間增多。

教學成果中實時更新的教學課程是基于數據支撐的，其中主要數據來源于試卷生成平臺，通過利用數據分析技術找出學生普遍存在的薄弱知識點并進行有針對性的網絡視頻教學授課，同時線下進行針對性的輔導教學，明顯提高了學生的綜合知識水平，大幅節省了教學開支；此外，學生可以隨時隨地共享網絡視頻資源。

2）提高了學生的學習積極性，激發了學生的學習興趣。

研究成果表明，在線的特色講堂、漸進性的試題測試以及APP開發軟件測試，提升了學習積極性比較差的學生的自信心；此外，本成果在在線課程中提出的分組學習且最后以小組平均成績競賽的方式，極大地提高了學生的團隊意識，增強了學生的實踐積極性[6]。

3）線上線下相結合的教學方式摒棄了傳統教學方式的“一視同仁”。

傳統教育教學存在著不知道如何定位學生學習層次水平的問題，本成果通過分析測試平臺數據，對學生層次水平進行定位，并給出不同的指導方案，實現線上線下相結合，因材施教，同時也注重學生的不同知識結構水平，從而提高了學生的學習積極性，得到了學生的一致好評。

4）基于APP的測試網站建設提高了學生的實踐積極性。

特色的APP測試網站針對目前比較熱門的移動開發技術給出規范化指導，提出漸進性的指導方式，結合偏理論分析的試卷生成系統，給出不同學習層次學生不同種類的指導。經過長時間的調查發現，本成果可以普遍提高不同學習層次學生的成績[7]。

5）成果應用范圍不斷擴大，目前成果所用模式使得改革力度不斷擴大。

成果提出的“線上線下教育、因材施教、實踐與理論結合”的教育方式，一方面，要求對傳統教育教學方式和傳統互聯網教育方式中存在的問題進行改革；另一方面，通過充分吸收兩者的優勢，使軟件工程教育改革逐步開展，應用范圍不斷擴大，實現接受知識人群從軟件工程專業學生拓展到軟件工程專業愛好者。

[1] 中國工程教育認證協會秘書處.工程教育認證工作指南(2013版)[Z]. 2013.

[2] 徐曉飛. 抓住MOOC之機遇促進計算機與軟件工程專業教學改革[J]. 中國大學教學, 2014(1)： 1-3.

[3] 鄭煒. 軟件測試[M]. 西安： 西北工業大學出版社, 2011.

[4] Myers G J. 軟件測試的藝術[M]. 3版. 北京： 機械工業出版社, 2012.

[5] 教育部高等教育教學評估中心. 2013年工程教育專業認證交流研討會會議資料[Z]. 2013.

[6] Pearson VUE[EB/OL]. (2013-02-16)[2013-06-08]. http：//www.pearsonvue.com/.

[7] Coursera [EB/OL]. (2013-02-25)[2013-07-25]. http：//www.coursera.org/.

（編輯：彭遠紅）

G642

1672-5913(2017)03-0013-05

國家自然科學基金項目（61402370）。

鄭煒，男，副教授，研究方向為軟件測試與驗證、云測試、大數據應用與驗證等，wzheng@ nwpu.edu.cn。