基于TPACK 和翻轉課堂的軟件測試教學模式改革*

楊彩 李亞 （南陽師范學院計算機科學與技術學院）

軟件測試是計算機科學的一門重要基礎課，對提高學生的軟件測試能力起著至關重要的作用。隨著課程的進展我們也發現了一些問題，諸如理論和實踐脫節、教學模式僵化、學生興趣低下等。對于軟件測試的課程改革，很多學者進行了各種嘗試，新教學方法不斷提出。為了解決軟件測試教學過程中存在的問題，本文提出將TPACK 教學理念和翻轉課堂教學模式引入軟件測試教學過程中。TPACK 教學理念是指整合技術學科的教學知識，包括學科內容知識、教學方法知識和應用技術知識等。基于TPACK 和翻轉課堂的軟件測試復合教學模式，主要內容是教師錄制教學視頻上傳到課程平臺上，引導學生利用業余時間參加課程學習；在授課過程中著重講解重點和難點，對于基礎知識部分的理解交給學生自主學習；開展小組討論，提高學生的主動學習能力；注重教師綜合素質和能力的提升，為課程順利高效開展提供保障。實踐證明，該模式教學效果較好，提升了教學質量，學生的軟件測試綜合能力也得到提升。

一、軟件測試課程教學中存在的問題

（一）教師教學理念陳舊，學生學習興趣不足

軟件測試課程的實踐性強，測試技術發展非常快。為了適應課程發展需要，任課教師亟須引入新的教學理念。當下的教師授課中，很多人采用傳統教學方式，導致學生學習興趣不足，學習效果不理想，無法取得預期的教學效果。[1]為了解決學生學習興趣下降與學習動力不足問題，需要對軟件測試課程教學模式進行改革與創新。

（二）偏重專業知識講授，忽視綜合素質培養

當下的軟件測試課程中，許多教師注重傳授專業基礎知識和技能，忽視人文素質教育。教學中缺乏人文的價值引領，使學生只關注專業知識學習，不利于培養學生的綜合素質。要引導學生在掌握軟件測試技術的同時，形成正確的世界觀、人生觀、價值觀，讓學生樹立科技強國的理想。

（三）教學內容更新不及時，考核方式落后

軟件測試過程主要是進行軟件的測試設計、執行與分析，實踐性強。企業實際應用過程中，技術更新換代快，這就要求軟件測試的授課內容要做到及時更新，而我們的教學在這個方面亟待加強。在課程的考核方式方面，很多教師依舊采取單純的試卷考核方式，只注重理論知識，對于實踐重視不夠。因此，對課程考核方式應積極進行創新與改進，要將專業知識的講授和實踐能力培養進行更好地融合。

二、基于TPACK 和翻轉課堂的軟件測試復合教學模式

（一）TPACK 框架

TPACK（Technological Pedagogical Content Knowledge），即整合技術的學科教學知識。TPACK 框架包含三個核心元素：內容知識（CK）、教學知識（PK）和技術知識（TK）。它包括四個組成部分：教學與內容知識（PCK）、技術和內容知識（TCK）、技術和教學知識（TPK）、技術教學知識集成（TPACK）。[2]TPACK 框架如圖（1）所示。

TPACK 有利于提高授課老師掌握與運用信息技術的能力，教師的TPACK 技能是未來必備的授課能力。TPACK 框架涉及的學科內容、教學法與技術等三種知識要素，其并不是這些知識的簡單疊加，而是把技術融入學科內容的講授中。

（二）翻轉課堂

翻轉課堂指的是重新優化課堂內外的學習時間，把學習的主動權由任課教師轉移到學生。教師確定授課目標后，按照教學內容和目標發布教學相關視頻，引導學生利用網絡方式進行自主學習。學生通過預習掌握課堂內容。課堂內的授課時間主要解決學生預習過程中遇到的問題。對于基礎知識部分，教師不用拿出專門的時間進行講解，這些知識交給學生課前進行預習。[3]可以通過學習平臺上傳的視頻、PPT、電子案例等，在線與同學交流，隨時隨地查詢資料。

（三）軟件測試課程的復合教學模式

結合TPACK 和翻轉課堂的特點，將二者與軟件測試課程教學進行結合，對軟件測試教學模式進行改革。在該教學模式中，任課老師的引領作用繼續得到重視，同時使用個性化教學方法來調動學生的學習積極性。

該復合教學模式結合TPACK 框架的三個基本要素和四個復合元素，將這種模式融入軟件測試教學過程中，創造性地提出基于TPACK 學習理念，提升軟件測試課程教學質量的方式方法。作為軟件測試課程的教師，對課程質量起著關鍵作用。根據圖（1）可以分析軟件測試教師的知識結構，如表1 所示。

圖1 TPACK 框架圖及其組成要素

表1 軟件測試教師的知識結構

TK、PK、CK 三大核心要素不斷變化，教師需要有效地理解這三個要素與教學之間的動態平衡。在TPACK 集成框架下，教師可以利用網絡系統、智能設備等手段，將技術要素有效地集成到教學設計中。[4]

三、模式實施策略

軟件測試復合教學模式，將翻轉課堂方法與TPACK 方法引入到軟件測試課程中，把授課內容進行二次更新，結合業界最新發展成果，對教學內容進行豐富和調整。該教學模式可以根據學生具體情況，創建個性化軟件測試環境，將學生積極吸引到授課過程中。

（一）授課方式改革

該教學模式分為課堂授課和實踐教學兩個方面，課堂授課引入案例教學法，使得學生主動學習，對授課內容產生興趣，增強學生參與感。實踐教學過程中，在老師指導下，學生可以有針對性地規劃課程學習，掌握學習主動權。任課老師則采用個性化教學方法，輔助學生進行軟件測試課程的學習。

軟件測試任課老師根據已定的教學任務和目標，突出每次授課的重點和難點，將可以擴展的方面及時上傳到學習平臺，方便學生主動學習。學生自由組合成不同的小組，由組長負責，組長類似軟件測試項目經理角色。由組長分配任務，學生按照任務來預習課程內容，有的放矢，這樣預習的效果會更加顯著，上課效率也會更高。[5]

（二）增強學生參與性

教師授課過程中，積極吸納學生的課前預習成果，主動邀請學生加入教學過程中來，組織部分學生進行專題交流。這樣也方便各個小組之間進行信息交流和溝通，通過相互提問題答問題的互動方式，強化學生對軟件測試知識的學習和研討。

根據軟件測試流程進行課程設計，按照測試計劃、測試用例設計、測試執行和測試報告等，開展教學活動。根據軟件測試教學大綱，制定合適的教學目標，任課老師按照學生預習情況進行知識講授，可以提升教學效率。同時，將學習任務分配給小組內的成員，吸引學生以團隊方式進行探究式學習，協作完成完整的軟件測試學習任務。這樣的學習流程不但可以提高學生自主學習能力，還能夠培養團隊合作精神與領導能力。

（三）重視課后輔導

軟件測試授課過程包括組織預習、授課和課后輔導，課后輔導可借助多樣化的形式進行。在完成課堂授課后，教師督促學生繼續學習，深化對所學知識和技能的理解，并善于綜合利用在線課程資源。在軟件測試課程學習平臺上，學生能夠通過PPT 溫習課堂授課內容，參考測試用例、測試腳本、測試報告等教學資源。

學生在課程平臺上可以發帖進行討論，也可以對其他同學的求助進行回答，這樣的互動可以幫助同學進行主動學習。在平臺上學生可以和任課教師及時溝通，對于共性問題授課教師可以主動開辟專欄進行專門講解和回答，在關鍵節點上對學生的學習進行有效指導，這樣可以大大提升學生學習的效果和質量。[6]

（四）改進考核方式

對于軟件測試課程的考核，也要適當進行改革。為了更加有效激勵學生，對課程考核方式進行改革，將教學的各環節都賦予一定的分值，優化考核的標準。考核環節包括：（1）預習情況考核，此環節包括課前準備情形、課堂講解情況及團隊創新情形；（2）課堂授課考核，此環節是重點，要重點考核學生課上表現情況、回答問題情形、小組探討情況；（3）繼續學習環節考核，此環節重點關注學生自主學習情況、知識鞏固情況、在線溝通情形等；（4）團隊協作能力，此環節旨在鼓勵學生更多地進行團隊合作，提升組織領導能力，提高合作效率。

綜合考核方法對學生的全程學習進行關注，成績更多地體現在平時學習過程中。同時關注實踐動手能力和團隊協作精神，這是使學生未來走得更遠的基礎。

（五）實施效果分析

針對基于TPACK 和翻轉課堂的軟件測試復合教學模式，我們采用教學實驗法、問卷調查法與訪談法，按照定量和定性相結合的協同評價方式，論證該教學模式在軟件測試授課中的應用效果。研究對象是計算機專業三年級學生，可以代表基本學情。為確保實驗數據的準確，對實驗班級的選取進行了認真篩選。試驗前，實驗班與控制班的軟件測試水平基本相當，班級成績相差不大，選擇這樣的班級進行教學模式效果測試，試圖根據測試后的數據收集來驗證新教學模式的效果。

根據問卷調查情況和訪談數據進行分析，結合考試成績與實驗過程中學生的實際表現進行對比。調查問卷的數據分析顯示: 91.2%的實驗班學生對該教學模式持正面積極的態度（非常喜歡或喜歡），并對軟件測試考試成績表示滿意。對收集的數據進行分析，實驗班94.3%學生贊同繼續使用該復合教學模式。參與調查的所有學生均認為信息化技術與傳統講解方法結合，可以減少軟件測試傳統課堂的枯燥乏味情況，提升學生學習興趣。微課等在線資源的提供，則給了學生更多的學習機會和條件。

數據分析過程中也發現一些不足。問卷調查結果顯示，仍有大約5.3%的學生對基于TPACK 和翻轉課堂的復合教學模式持否定態度。通過訪談和分析，找到了他們無法適應新模式的原因：（1）微課內容豐富，術語較多；（2）受傳統教學模式影響，對任課教師過于依賴，自學能力不足。

總之，TPACK 和翻轉課堂相結合的教學模式，對于軟件測試課程的教學改革提供了很好的思路。不但對知識的講授環節進行了細化和升級，更能吸引學生主動加入軟件測試教學過程中。這充分體現了以學生為出發點和落腳點的精神，能夠有效激發學生主動學習的熱情，增強主觀能動性。對于任課教師來說，可以有更多的時間和精力進行教學方法改革，更加有利于提升教學效果和質量。通過角色轉變，學生主動學習積極探索，學習態度和團隊合作積極性充分提高。通過整理收集的數據，實驗班與對比班的測試表明，新教學模式比傳統教學模式取得了更好的教學效果，學生的軟件測試綜合素養得到較大提升。該教學模式的適用性較強，教學效果良好，值得在其他計算機類課程中推廣應用。