面向OBE 的《軟件質量保證與測試》課程教學改革*

竇 燕，董 俊，余 揚，張 炳

（燕山大學 信息科學與工程學院，河北 秦皇島 066004）

一、引言

軟件測試是軟件開發過程中不可或缺的環節，是保證軟件質量的重要技術手段。目前國內許多高校都面向本科生和研究生開設了該門課程。我校為本科生開設的課程為《軟件質量保證與測試》。該課程理論知識部分的知識點非常多，內容也比較抽象。不同學校針對各自學校的特點采用了不同的教學方法。

朱少民[1]從2012 年開始嘗試問題驅動的教學模式，讓學生積極參與，提高了學生的學習積極性。蘇蕊[2]提出校企合作的教學模式，以企業項目案例教學作為創新點，提升專業內涵建設。隨著互聯網技術的迅速發展，越來越多的高校利用信息通信技術及互聯網平臺，開展互聯網與傳統教育深度融合的新教學模式[3-5]。以上這些教學模式大多強調教學模式的構建，沒有突出學生的參與度。

近年來，基于“學生為本、成果導向、持續改進”的OBE（Outcomes-Based Education）教育模式越來越受到高校的青睞。我校軟件工程專業的軟件測試課程也采用這種教學模式，取得了較好的學習效果。

二、本研究的設計

1.研究目標

通過在《軟件質量保證與測試》課程應用面向OBE的教學模式，進一步探討適合于該教學模式的教學設計流程和考核方式，提高教學效果。

2.研究方法

本研究采用個案研究法進行實證研究。個案研究法是指對一個團體、一個組織或一個人以及一個人一個事件進行詳盡的調查研究方法。個案研究的目的有兩個：一是對個案作一個廣泛深入的考察；二是發展一般性理論以概括說明社會結構或過程[3]。

本研究在筆者所開設的《軟件質量保證與測試》課程中進行，利用課堂和網絡教學平臺設計相應的教學活動，對學生的學習效果進行全面的跟蹤，記錄實驗過程及整個教學活動中所出現的教學問題和相應的解決方案。

3.研究對象

本研究以我校2013 級和2014 級軟件工程專業的本科生共438 名學生為研究對象。

三、課程教學改革方案及實施

OBE 課程改革的三大特征是：目標導向、學生為中心和持續改進。目標導向是指課程教學目標指向畢業要求；學生為中心是指學生在教學活動中應處于中心地位；持續改進是指基于課程目標達成度評價的持續改進。

在整個教學過程中注重學生的產出，課堂中給學生參與討論的機會，鍛煉學生的口頭表達和PPT 制作能力；課后讓學生在學完每章內容后畫出一幅或多幅思維導圖，加強對理論知識的掌握；以4-5 人為一個小組讓學生針對企業真實軟件進行測試，了解和掌握企業級的測試是如何進行的，培養學生團隊合作與溝通交流能力。面向OBE 的《軟件質量保證與測試》課程教學模式整體框架如圖1 所示。

圖1 面向OBE 的《軟件質量保證與測試》課程教學模式整體框架

1.以目標導向

《軟件質量保證與測試》課程支持的畢業要求指標點有6 個，課程設計了7 個教學目標，分別是：①掌握軟件工程領域軟件測試部分的相關概念，了解軟件測試與軟件開發的關系；②能夠利用所掌握的軟件測試知識從3 個層面深入分析如何選擇和設計有效的測試用例，制定合適的測試策略；③學會使用白盒測試技術進行單元測試、集成測試；④學會使用黑盒測試技術進行系統測試；⑤能夠利用搜索引擎等網絡工具查找與復雜工程問題相關的網絡資源；⑥針對軟件測試全生命周期，能夠選擇使用適當的軟件測試工具對復雜軟件進行有效測試；⑦了解軟件質量標準及相關模型，掌握軟件質量與管理等知識。

2.以學生為中心

以學生為中心是指學生在教學活動中應處于中心地位，教師采用講授法、討論法、練習法、任務驅動法等教學方法，具體實施過程中以“學生為中心”體現在以下教學環節：

（1）討論課

本門課程設有6 次討論課，主要培養學生的口頭表達能力，要求學生按照討論題目分組查閱資料、歸納總結、撰寫報告、制作PPT。討論課采用教師隨機選取的方式確定由哪組進行匯報及匯報人。討論課占總成績的15%；具體討論課的內容如表1 所示。

討論課是讓學生針對某一個主題提前查閱資料、閱讀課本，然后分組在課堂上進行討論。開展這樣的活動，學生需要在課前準備資料，調動了學生的學習積極性，效果很不錯。

表1 討論課內容安排

（2）平時測驗

軟件質量保證與測試課程分為兩大部分：一部分為單元測試和集成測試；另一部分為系統測試。理論知識內容比較多，因此讓學生用思維導圖來梳理概念。理論知識要求學生做6 張思維導圖，具體內容如表2 所示。每做完3 張思維導圖進行一次測驗，共有兩次平時測驗，成績占總成績的10%。

表2 軟件質量保證與測試課程內容

（3）三級項目

《軟件質量保證與測試》這門課程的實踐性極強，課程目標不僅僅是讓學生掌握測試的基本理論，更要以行業崗位需要為目標。在實踐教學環節，必須以真實項目為依托，以測試崗位要求為核心，為此軟件工程系在2015 年引進了一套企業真實的項目，借鑒任務驅動法，讓學生在真實的企業項目中做測試。

本課程的三級項目針對一個實際軟件項目選擇合適的軟件測試方法和工具，完成測試計劃的制定、測試用例的設計和測試的執行，填寫軟件缺陷記錄報告和撰寫測試報告。

通過該項目的實施使學生加深對軟件測試過程的理解，并初步具備運用所學知識進行中等復雜程度的實際問題的測試過程組織和測試用例設計能力，引導學生積極思考、主動學習，鍛煉和提高學生的交流、溝通和表達能力以及團隊合作能力，培養學生的責任感和職業道德，具體的內容安排如表3 所示。

表3 三級項目內容安排

3.持續改進

雖然我們的教學改革設計采用了OBE 理念教學模式，但是在整個系統的實施過程中也發現一些問題。因為課程的教學改革注重學生的產出，而且對學生的考核更注重過程，因此在學生的每個產出環節，都會及時根據學生的反饋進行后續的教學，從而不斷優化整個教學改革內容。

4.多模態考核方式

《軟件質量保證與測試》課程教學改革，既然是以學生為中心，注重學生的產出，因此在考核方式上設計出一種多模態的考核方式，分為討論成績、測驗成績、項目成績和期末考核成績，詳細情況如下所述：

（1）討論（20%）：12 學時討論課；

（2）測驗（10%）：兩次測驗（第1 次：第1-7 章內容結束后，提交3 張思維導圖和測試。第2 次：第8-18 章內容結束后，提交3 張思維導圖和測試）；

（3）三級項目（20%）：分組完成“軟件測試教學輔助平臺v1.0”項目的系統測試，制定軟件測試計劃、設計測試用例、執行與實施測試計劃、撰寫測試報告并完成相關文檔的撰寫。要求測試中要包含基礎測試、功能測試、文檔測試這三種測試，總的測試用例的設計要超過30 個。完成的4 份文檔提交到“三級項目相關文檔提交處”；

（4）期末考核（50%）：閉卷考核。

四、課程教學改革效果分析

為了全面了解基于OBE 教學模式的應用效果，筆者使用SPSS 數據統計分析軟件，采用單因素分析的方法對學生的期末成績和總成績進行了分析，具體如表4-6 所示。

由表6 可知，基于OBE 教學模式單因素的影響，則期末成績總變差（59845.874）中不同教學模式可解釋的變差為710.852，抽樣誤差引起的變差為59135.023，它們之間的方差分別為710.852 和135.631，相除所得的F 統計量的觀測值為5.241，對應的概率P 值為0.023。如果顯著性水平α 為0.05，由于概率P 值小于顯著性水平α，所以不應該接受原假設，認為不同的教學模式對期末成績的平均值有顯著影響。

表4 基本描述統計量表

表5 方差同質性檢驗

表6 方差分析表

圖2 軟件工程專業2013 級和2014 級成績比較

此外從中還可以看出，僅考慮基于OBE 教學模式的單因素的影響，則總成績總變差（26653.654）中不同教學模式可解釋的變差為1185.435，抽樣誤差引起的變差為25468.219，它們之間的方差分別為1185.435 和58.413，相除所得的F 統計量的觀測值為20.294，對應的概率P 值為0.000。如果顯著性水平α為0.05，由于概率P 值小于顯著性水平α，所以不應接受原假設，認為不同的教學模式對總成績的平均值有極其顯著的影響。

圖2a、b 為軟件工程專業2013 級1-8 班和2014 級1-8 班的期末成績和總成績的平均值對比圖，從中可見采用面向OBE 的教學模式教學效果顯著好于傳統的教學模式。

五、結束語

通過對《軟件質量保證與測試》課程兩年的面向OBE 模式的教學實踐，本研究采用數據分析的方法檢驗了OBE 教學模式的教學效果，探索出在《軟件質量保證與測試》課程中進行的“以目標為導向、以學生為中心、持續改進”的面向OBE 的教學模式。

該教學模式以課程目標為導向，以學生為中心，注重學生的產出，注重學生學習的成效，理論學習采用思維導圖的方式增強效果，課堂討論提高了學生文檔組織能力和口頭表達能力，項目實踐提升了學生的動手實踐能力，面向OBE 的教學模式取得了良好的教學效果。但是也有一些不足之處，今后要進一步收集教學反饋，對課程教學進行持續改進。