三支決策和MOOC 相結合的軟件測試教學模式探究

邊奕心，趙 松，李志聰，楊梓嬋

（哈爾濱師范大學 計算機科學與信息工程學院，黑龍江 哈爾濱 150025）

0 引 言

軟件測試是保障軟件質量的方式，具有動態性和交叉性的特點，遍布了軟件工程的整個生命周期[1]。不同于其他本科課程，軟件測試有其獨到之處，學生在學完軟件測試課程之后，未來有直接就業或者繼續深造兩個發展方向。因此，學生在學習軟件測試基本理論的基礎上，需要進行大量的實踐練習，才能不斷提高專業技能，為未來從事軟件測試行業的工作或者進行軟件測試方面的研究奠定堅實的基礎。

目前，國內很多工科院校均開設了這門課程，從哈爾濱師范大學計算機科學與信息工程學院的實際教學過程來看，軟件測試僅僅大三1 個學期54 學時的學習時間，學生的學習效果并不理想。大部分學生的能力沒有達到教學目標的要求，特別是在測試理論課程學習后的軟件項目實訓和大四畢業設計兩個教學環節中，學生只開發軟件不做測試的現象比較普遍，如果教師要求增加測試部分，學生也是敷衍了事，并未做到學以致用。根本原因是學生對軟件測試很“陌生”，具體表現在基礎理論掌握不牢、不熟悉軟件測試常用術語、軟件測試方法不會運用、軟件測試文檔書寫不規范等。為了解決這一問題，筆者將科研領域的“三支決策”思想引入軟件測試的教學領域，并將本科階段軟件測試的教學過程進行擴展，分為認知階段、提升階段和綜合階段，分別對應教學的3個環節：課堂教學環節、項目實訓環節和畢業論文環節，使用MOOC 資源將三者結合為一個整體。通過這3 個階段階梯式的“磨煉”學生軟件測試的知識和技能，使學生真正掌握軟件測試的核心方法，使其既能在項目開發過程中熟練運用軟件測試方法，也具備軟件測試方面研究的基本功，最終達到提高學生培養質量的目的。

1 三支決策

三支決策理論（Three-way decision）是加拿大華人學者Yiyu Yao 于2010 年首次提出[2]，最初用于粗糙集領域的研究，解釋概率粗糙集和決策粗糙集的3 個域，后來逐步演變為一種思維模式。三支決策主要是用三思維作為信息處理模式，為求解復雜問題提供了一種有效的策略與方法。近年來，隨著三支決策思想的發展，其應用研究也逐漸滲透到不同的領域，眾多學者已將三支決策思想轉換為一個理論系統、信息處理模式和計算方法[3]，用于解決不同應用領域的科研問題，取得了很好的效果。

2 基于三支決策和MOOC的軟件測試教學模式

傳統的軟件測試教學主要以課堂為主，由教師主動講授、學生被動接受。近年來由于“互聯網+”的廣泛應用，基于MOOC 的軟件測試混合式教學模式頗受師生歡迎。目前，這種混合式教學模式只是針對課堂教學階段，在實際中，學校課堂授課時間的學時是非常有限的，而網上軟件測試的MOOC 資源卻十分豐富，因此，只在課堂教學階段采用MOOC 資源，并未達到真正的“混合”。

將三支決策理論應用于本科階段軟件測試課程的教學領域，并結合MOOC 混合式教學方法，實現三支決策和MOOC 相結合的軟件測試課程教學模式（TWD-MOOC），如圖1 所示。該模式將本科階段軟件測試教學過程將分為3 個階段：認知階段、提升階段和綜合階段，分別對應教學的3 個環節：課堂教學環節、項目實訓環節和畢業論文環節。3 個環節均采用MOOC 資源，通過MOOC 資源將三者“三合為一”。

2.1 認知階段的課堂教學

2.1.1 學習內容

課堂教學是軟件測試學習過程的認知階段，是學生對軟件測試從“陌生”到“熟識”的過程。這個階段的學習內容是軟件測試的基本理論與實踐（見表1），具體內容為軟件測試的背景知識、軟件測試戰術、軟件測試策略和軟件測試文檔。

圖1 三支決策和MOOC 相結合的軟件測試課程教學模式

教學模式采用“課前預習+課堂教學+課后作業”的形式完成。首先，任課教師選取線上內容，讓學生做好課前預習。然后，在課堂教學活動中，教師通常采用提問和練習的方式檢驗學生預習的效果，并針對薄弱環節進行講解和輔導。最后，課后一般有需要完成的測驗與作業，學生可根據學習進度按時完成課程作業。作業成績可以通過在線自動評分、自我評分、學生之間互相評分等方式獲得。在學習的同時，學生可根據自身對知識的掌握程度參加線上的小測試、期中和期末考試。通過線上內容的學習和考試后，學生可以獲得課程合格證書。學生線上成績作為任課教師期末評分的依據，最終的期末考試還是由學生參加學校統一安排的考試，由任課教師評定成績。

表1 各個階段的混合式學習內容

2.1.2 考核方式

根據軟件工程的教學培養目標、考試大綱和軟件測試課程的類型以及特點，本課程的考核內容應從知識、能力、素質三方面進行考核，且學生的學習能力、創新能力和綜合素質等指標也作為評分依據[4]。

傳統的軟件測試考核方式是過程性評價和終結性評價的比例為4∶6。但加入MOOC 內容后，學生的過程性學習內容增加，為了更加客觀的評定學生的學習成績，突出學習過程的重要性，過程性評價和終結性評價的比例變為6∶4。其中過程考核成績由課堂表現、在線學習評價、實際操作和軟件測試綜合實踐4 個部分構成，占總成績的60%，期末考試作為終結性評價占40%，由任課教師評定。各部分內容所占比例及說明見表2。

表2 分為4 個部分，第一部分：課堂表現由提問+課堂討論的形式構成，學生分成小組，提問的內容是學生課前預習的部分，對學生有疑問或是回答不準確的部分，先進行組內和組間討論，然后由教師進行講解和輔導，這部分成績占總成績的5%。第二部分：在線學習評價由測驗+在線討論+作業構成，隨堂測驗占5%，在線討論占5%，作業占10%，均由MOOC 平臺記錄成績，這一部分學生可自行安排時間完成。第三部分：實際操作，由于這一部分線上平臺沒有涉及，所以要求學生線下完成，學生分別使用Junit測試工具對軟件進行單元測試和使用Loadrunner測試工具對軟件進行性能測試，單元測試部分占10%，性能測試部分占10%，成績由任課教師評定。第四部分：軟件測試綜合實踐，要求學生對一個醫院信息管理系統（HIS）進行綜合測試，由于這一部分綜合性較強，學生需線下完成，占總成績的15%，由任課教師評定成績。

2.2 提升階段的項目實訓

經過理論教學和常規實踐教學過程，學生掌握了軟件測試的理論基礎，并具備了基本的操作技能。項目實訓是培養和鍛煉學生綜合運用本課程及相關課程的知識解決實際工程問題的能力[5]。實訓的項目通常較小、功能也較簡單，目的是使學生理解和掌握軟件測試技術和各種具體的測試方法在項目中的簡單應用，并能撰寫簡單并符合規范的測試文檔，為后續的畢業設計做好準備。哈爾濱師范大學計算機學院采用文獻[5]提出的方法進行實訓教學環節：由軟件公司給出項目需求（這些項目都是公司已經完成或正在做的項目），并由公司的員工到學校對學生進行簡單的需求講解和技術輔導。學生自由組合為小組，選擇實訓題目（每組完成一個題目，題目不可重復），分角色進行，在規定時間內完成。

項目實訓開始前2 周，教師根據公司給的項目需求指定學生學習MOOC 內容（見表1），這個階段的學習內容主要是單元測試和集成測試的案例部分，其中，軟件測試文檔學生需再次學習，當然學生也可依據自身實際選擇MOOC 內容進行學習。

實訓開始后，項目需求由公司提供，并給出概要設計、詳細設計說明書和測試計劃、測試用例設計的模板，文檔的具體內容以及缺陷跟蹤等都由學生獨立完成。學生在學習相關測試案例后，可以直接仿照案例，對實訓題目進行測試，避免了測試的盲目性和隨機性。

在項目實訓的答辯環節，教師結合項目的完成情況對學生進行綜合評價。項目實訓成績評價方案是：MOOC 視頻與資源的自學完成度以及線上測試15%，概要設計、詳細設計說明書和測試計劃、測試用例35%，程序演示30%，答辯表述20%。

表2 課程考核評價方法

2.3 綜合階段的畢業設計

本科畢業設計是理工科大學最后的實踐部分，目的是培養學生工程實踐能力、理論研究能力和創新意識[6]。在這個階段，學生真正從工程項目的角度，從最初的需求分析直到最后項目交付等一系列軟件工程階段，實踐一次完整的軟件開發和測試過程，感受軟件測試項目的工作流程和實施細節，并獨立撰寫各種測試文檔，達到獨立完成軟件測試任務的目的，是即將進入職場的充分鍛煉。

在畢業設計的選題階段，教師指定學生學習MOOC 內容（見表1），功能測試、性能測試和移動應用測試三部分是這個階段的學習內容，其中每一部分的測試案例都是國內知名公司和企業的實際測試項目，并由公司高管“現身說法”。其中，第一階段的軟件測試文檔學生也需再次學習。雖然，此階段的MOOC 內容，由于學生不了解企業項目的業務流程而較難理解和接受，但其嚴格的測試過程和規范的文檔寫作對學生順利完成畢業設計有很大幫助。

畢業答辯環節，為了檢驗學生綜合運用軟件測試知識的能力，成績評價方案如下：MOOC 視頻與資源的自學完成度以及線上測試占30%，學生至少使用2 種以上自動化測試工具對所做項目進行測試占35%，測試計劃和測試用例文檔撰寫準確詳實占35%。

3 結 語

隨著國家對軟件測試人員的要求不斷提高，軟件測試課程的地位也在逐年變化，由原來的選修課到未來幾年內即將成為核心課。根據目前哈爾濱師范大學軟件測試課程實際教學過程中存在的問題，將科研領域的三支決策思想引入教學領域，并結合MOOC 混合式教學方式，提出三支決策和MOOC 相結合的軟件測試教學模式（TWDMOOC），該模式將原本分離的教學、實訓和畢業設計3 個環節通過MOOC 資源整合為一個整體，階梯式的“磨煉”學生軟件測試的知識和技能，目的是使學生真正掌握軟件測試的核心方法，使其既能在項目開發過程中熟練運用軟件測試方法，也具備軟件測試方面研究的基本功。

目前，采用線上已有的MOOC 資源進行混合式教學，未來筆者將結合哈爾濱師范大學計算機學院的實際教學情況以及本文提出的教學模式的具體實施情況，開發自己的軟件測試MOOC資源，使其緊密結合學生的學習和實習情況，從而更好地進行軟件測試課程的教學，提高學生培養的質量。