基于CDIO模式的“軟件測試技術”實踐教學研究與實踐

趙麗萍

摘 要： CDIO 是注重學生工程實踐的全新工程教育理念和實施體系，是提升工程師能力非常有效的工程教育模式。將CDIO教育模式應用于“軟件測試技術”課程教學，制定理論教學與創新實踐相結合、課內實驗與課外實踐相結合的實踐教學體系。理論教學和課內實驗側重思維能力、設計能力和學習能力；創新實踐和課外實踐側重動手實踐能力、分析能力和工程能力的培養。實踐表明實施教學改革后“軟件測試技術”課程取得了很好的教學效果。

關鍵詞：CDIO；實踐教學；實踐能力；創新

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2018）07-0021-02

軟件測試行業的迅猛發展，急需大量高素質的軟件測試人才。因而，軟件測試人才的教育應該以培養多層次、應用型、復合型軟件測試人才為目標，全面加強素質教育，重點培養學生的敬業精神、創新能力和實踐能力，實現人才培養與市場需求一致[1-3]。

一、明確教學定位及培養目標

結合學校的辦學定位和學院的實際情況，軟件工程專業強調能力的培養，以“三個加強、兩個接軌、一個結合”（加強基礎、加強實踐、加強外語教學；與企業接軌、與專業方向及應用背景專業接軌；產學研相結合）為指導思想，建立縱向層次化、橫向模塊化的課程體系。為了適應社會對軟件測試人才的需求，課題組將原有的“軟件測試技術”實踐教學內容進行了全新的改進，建設了軟件測試精品課程，從教學理念、教學內容、教學方法的改革入手，創新實踐教學；充分借助與企業的聯合辦學，通過校企合作，有計劃、有步驟、分層次、分階段地實踐高級應用型人才培養計劃。此外，在教學過程中將CDIO的工程教育模式引入“軟件測試技術”課程的教學改革中，培養具有較強專業知識和工程能力的應用型人才。

二、基于CDIO的課程內容的改革和優化

CDIO 工程教育理念是：充分利用大學學科齊全、學習資源豐富的條件，以接近工程實際的綜合設計項目和專業核心課程的教學相結合，使學生在CDIO 的四個環節中不斷地在工程基礎知識、個人能力、團隊合作能力和工程系統能力等方面得到全面的訓練和提高[4-6]。據

此，課題組構建了理論與實踐相結合的課程教學體系。

根據CDIO工程教育理念，考慮課程內容的特點，將教學內容模塊化。主要包括三大模塊：軟件測試基本理論、軟件測試基本技術、軟件測試過程和軟件測試工具。軟件測試基本理論包括軟件測試、軟件缺陷和測試用例。軟件測試基本技術包括白盒測試和黑盒測試：其中，白盒測試包括靜態測試和動態測試，動態測試又包括程序插樁、邏輯覆蓋、基本路徑測試等；黑盒測試包括等價類劃分、邊界值分析、因果圖法、判定表法、場景法等。這些基本技術都是在進行測試用例設計時使用的。軟件測試過程是指執行測試的過程，通常分為四個階段：單元測試、集成測試、系統測試和驗收測試。軟件測試工具有多種：功能測試工具、性能測試工具和測試管理工具等。教學體系如圖1所示。

三、突出課內外結合，多層次教學的實踐教學內容

根據“軟件測試技術”的教學體系，實踐教學包括課內實驗和課外實踐，側重動手實踐能力和工程能力培養。課內實驗是基礎，課外實踐是提高。課內實驗教學模塊包括：1.基礎實驗。主要包括黑盒測試技術和白盒測試技術的設計。課題組采取對同一案例使用不同測試方法進行測試，以助于學生掌握測試用例的設計。2.設計性實驗。基于不同需求，形成不同規模的程序，對應不同的測試階段，通過方案的設計、用例的設計、測試驅動的設計和結果的分析等，讓學生掌握測試的基本方法，增

加對測試知識的積累和應用。3.綜合性實驗。通過對給定的小型軟件系統的分析，靈活運用各種方法，按照測試計劃制訂、測試設計、測試實施、測試執行以及最后評估等過程，加深對測試過程的理解以及對工程背景的認識，提升工程實踐的能力。

課外實踐教學主要包括：1.工程訓練。開課初下發工程訓練的任務、要求、達成目標和考核方式。實驗項目主要以信息管理系統為測試對象，從方案設計、環境配置、測試執行、缺陷的跟蹤和管理、測試報告撰寫方面進行訓練。同時在此過程中，利用自動化測試工具進行管理和測試，或自行編寫測試驅動程序。學生可按要求自行擬定實驗題目。2.開放性創新實驗。開課初下發開放創新實驗任務、要求、達成目標、考核方式。實驗項目主要以機票訂購軟件為主，學生可按要求自行擬定實驗題目。3.創新創業項目訓練。從立項、方案設計、可行性分析、創新性等方面進行訓練。

理論和實踐兩個模塊、兩條主線相互融合，實施 CDIO 工程教育模式，形成教學、實驗和課外實踐有機結合為一體化教學體系，使創新教育與專業教育相融合。

四、“3+1”校企合作教學模式的推行

為更深入開展和實施基于項目的應用型軟件測試人才培養模式，培養具有創新精神與創業意識、基礎扎實、知識全面，適應IT產業和經濟信息全球化競爭的高層次、復合型、應用型優秀人才，華東交通大學軟件學院從2011年開始對軟件工程專業部分學生實施“3+1”培養方案。即學生前三年在高校學習基礎理論知識，最后一年在企業進行實踐教學的培養，利用企業的高級工程技術人員和設備進行實地教學，強化了學生的實踐能力和綜合素質，增強了社會適應性。

五、課外實踐教學的實施

課外實踐教學主要包括工程訓練、開放性創新實驗和創新創業訓練。要求學生自主組隊，團隊通過自主查閱資料、小組討論、運用系統分析法，進行軟件系統的分析設計，完成計劃的制訂，方案的設計，以及測試的實施和執行，最終提交測試結果分析報告、研究報告等。

（一）項目的設計

軟件測試理論課程項目的選取與其他課程又有所不同，學生要進行的操作是對現有的或者已經開發完成的軟件的測試工作。所以選擇的項目要有部分明顯錯誤（提高學生測試積極性），有部分隱藏錯誤（啟發學生進行深入測試）；同時項目大小和難易要適中；此外，項目要有多種情景元素，使學生可以學習使用多種測試技術進行測試用例的設計。綜上，我們在選擇項目時，從往年優秀畢業設計中選取部分整理成教學案例，以及網絡中的開源軟件。

（二）團隊的組成

每個團隊單元由3名學生組成，開課兩周內完成組隊。按照“興趣引導、知識互補、兼顧成績、自由結合、適當調整”原則，組成項目團隊單元，使學生按自己的興趣選擇項目，并在團隊中能夠充分發揮每個人的作用及團隊協作精神。

（三）項目實施過程的控制

團隊組成后，根據所選的項目，指導教師按照項目布置任務，教師每周定期指導。

（四）實踐環節的考核

課程考核具有導向性，決定著學生將精力投入到何方。新的考核方式應以培養學生的實踐、綜合分析、團隊協作和創新等能力為切入點，建立多元化的考核方法，促進學生個性和能力的全面發展。考核時應分成團隊成績和個人自評及他人互評等環節。

鑒于每個學期學院開設了多門課程，如果每門課程都采用該方式進行教學，勢必會大大增加學生課業負擔。所以對該門課，筆者認為課內實驗部分采用傳統的考核方式，但考核會注重實際能力；課外部分則以課題組（包括“軟件測試技術”、“Web應用測試”和“自動化測試”三門課）的方式進行考核。

六、軟件測試實踐教學效果

通過軟件測試實踐教學體系的改革與實踐，課程組已取得了實質性進展和初步積累。建立了穩定的軟件測試團隊，參與教師科研項目的測試。大學生創新基金項目和實驗室開放基金項目逐年遞增。通過各級各類軟件項目的開展，學生創新和實踐能力顯著提高，創新成果明顯增加。畢業生在工作單位因踏實肯干、實踐動手能力強、溝通協調能力和社會活動能力強而受到用人單位的歡迎。

學院借鑒CDIO 模式，課程改革堅持“學生學習為中心，能力培養為重點、創新訓練為方向”的原則，突出“學中做、做中學，做中思”，運用環境認知、實踐模擬、創新案例等多種恰當的教學方法和教學手段，理論聯系實際，實現課內外實踐教育的有機結合，初步形成了適合培養學生的創新思維、團隊協作和在專業領域的創新創業能力的教學模式[7-8]。在教學團隊建設、實驗室建設及學生工程能力培養等方面取得了顯著的成績。

參考文獻：

[1]蘭景英.構建應用型軟件測試人才培養實踐教學體系[J]. 黑龍江教育學院學報，2011，（50）.

[2]王宏祥，曾紅.基于CDIO 模式強化課程實踐教學探索與 實踐[J].實驗室研究與探索，2016，（10）.

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[4]丁瓊.團隊學習理論在教學中的應用[J].黑龍江教育：高 教研究與評估，2014，（11）.

[5]梅怡，梁貴萍，林蕓，等.CDIO教學模式在“液壓與氣壓 傳動”課程教學改革中的實踐[J].貴陽學院學報：自然科 學版，2014，（4）.

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[8]劉思遠，姜萬錄，陳剛，等.基于CDIO項目式教學的課程 改革與實踐——以電氣傳動與控制課程三級項目教學為 例[J].教學研究，2012，（3）.