軟件測試與質量課程混合式教學改革與實踐研究

關鍵詞：軟件測試與質量；線上線下；混合式教學；改革；實踐

0 引言

軟件測試作為保障軟件質量的重要環節，越來越受到社會和行業的關注。為了滿足社會對軟件測試人才的需求，許多高校開設有軟件測試課程或軟件測試專業，旨在培養學生的軟件測試理論知識和實踐技能[1]。然而，傳統的課堂教學利用PPT進行講解，在實驗室機房進行實踐教學，由于受到時間、地點和教師資源的限制，往往難以滿足學生的學習需求。為了調動學生的學習興趣，提高學生的自我管理和自主學習能力，為學生提供差異化、個性化教學，需要對傳統的教學方式進行改革。隨著網絡技術的不斷發展，各種MOOC、SPOC在線課程層出不窮，利用線上線下混合式教學方式，為軟件測試與質量課程的教學改革提供了新的思路。

本文探討軟件測試與質量課程的線上線下混合式教學方式的改革與實踐。首先，對傳統軟件測試與質量課程教學的現狀和存在的問題進行了分析，闡述了線上線下混合式教學的必要性和優勢；其次，詳細介紹線上線下混合式教學的實施方案，包括教學內容設計、教學資源建設、教學模式改革、教學過程實施等方面；最后，分享教學實踐成果和經驗，并探討未來軟件測試與質量課程線上線下混合式教學的發展趨勢[2]。希望通過本文的探討，能夠對軟件測試課程的線上線下混合式教學改革提供一些有益的參考和啟示，推動軟件測試人才的培養向著更高水平邁進。同時也希望能夠對其他專業的線上線下混合式教學改革的推進起到一定的借鑒作用，共同促進高等教育的發展。

1 存在的問題

軟件測試與質量作為軟件工程專業的必修課，涉及的知識面非常廣，需要學生具備一定的計算機基礎知識。學生需要先修過計算機組成原理、操作系統原理、計算機網絡、數據庫原理、程序設計語言等基本的軟硬件課程，才能學習軟件測試與質量這門課。學生普遍認為該門課程知識內容過多且枯燥、理論與實踐難以銜接、內容過于空虛、知識邏輯性差、學完就忘等[3]。軟件測試與質量課程在教學過程中存在以下一些問題。

1.1 理論與實踐脫節

軟件測試是一門實踐性很強的學科，但目前的教材和課堂教學往往偏重于理論，導致學生在實際操作中無法充分理解和應用所學知識，出現理論學習與實際操作脫節的現象。例如講解靜態測試中代碼的走查、審查和評審時[4]，老師及學生往往缺乏項目開發的實際經驗，對代碼審查和評審的組織形式、組織方式及實施過程缺乏直觀的理解，認識與實踐有相當的差距，大多數的知識理解來源于課本，無實戰經歷和經驗。

1.2 缺乏真實的測試環境

由于軟件測試的實踐需要大量的時間和資源，學生往往無法真實地模擬測試環境進行實戰操作，這使得學生在實際操作中難以快速適應真實的測試環境。真實的測試環境往往難以獲取，尤其是在做性能測試時，對真實環境的壓力非常大，往往會把測試過程當作黑客的攻擊行為，測試的賬號很容易被管理員鎖死封存，無法繼續進行測試。

1.3 難以滿足學生的需求

目前軟件測試課程往往采用傳統的教學方法，如講授、演示和實踐等，這種單一的教學模式難以激發學生的學習主動性和學習興趣，也無法滿足不同學生差異化、個性化學習需求。這門課程開設在大學三年級的第二學期，很多學生面對自己的前途，選擇不同的就業途徑，如考公、考研、出國、就業等，學生的心態往往比較浮躁，受周圍同學的影響比較大，很難靜下心來學習，請假之事時有發生。另外，隨著互聯網技術的發展，社會上各種資源都可以利用，學生可以隨時隨地地查詢自己不懂的問題，強于詢問老師而經常不能得到及時的回復。

2 具體改革措施

針對軟件測試與質量課程使用傳統教學方法存在學生學習興趣不高、理論難懂、動手能力差等問題，提出在學校自建的勵儒云教學平臺上進行混合式教學改革與創新，重新組織和建設線上線下教學內容、實踐任務及課程評價方式，建立以學生為中心的教學體系，實施預習、檢測、練習、評估、改進的一體化教學方法，同時引入課程思政，實現教書育人的目標，培養出具有豐富知識、創新能力和科學使命感的復合型高素質人才。

2.1 提前布置教學任務

利用雨課堂提前一周發布下周的教學計劃及學習內容，包括理論知識和實踐操作。引導學生提前預習，主動學習，帶著問題到課堂上學習。理論課上主要講解知識的難點和重點，預留更多時間與學生進行互動交流或討論問題。實驗課上要求學生根據老師布置的實驗任務先預看視頻再實踐，對實驗過程中遇到的特殊概念理解、性能指標要求等進行講解，并解決同學們實踐過程中遇到的普遍性操作錯誤，過程理解不透等問題。

2.2 數字化資源建設

對課程進行大量充足的數字化資源建設是進行線上線下混合式教學改革的先決條件。在數字化課程的開發上，要充分對接課堂教學的需求，以課程教學目標為導向，不斷優化課程資源。除了傳統的教材、課件、作業等資源外，還開設了另外幾大模塊：理論知識重難點視頻、實驗操作視頻、階段性測試、互動交流問答、思維訓練、其他資源、實驗大作業等。其中實驗操作視頻包括功能測試視頻和性能測試視頻。思維訓練主要通過實際案例，訓練學生的測試思維。整個教學過程中，通過提前布置任務，學生任務引領的方式，為學生自主學習提供契機。利用課堂數字化資源，學生不受空間、時間、地點的限制，隨時隨地都可以利用手機、電腦、平板等進行學習。

2.3 學生項目為測試對象

軟件測試實驗過程中最大的困難來自尋找合適的測試對象。例如要做功能測試或性能測試，如果使用公開的門戶網站作為測試對象，由于學生上課時一般都有幾十人甚至上百人，若同時進行在線測試，對網站的壓力巨大，往往會被網站管理員當成黑客惡意攻擊行為而被封號，無法繼續進行測試，這樣的事件在開設軟件測試課程的幾年前經常發生。為了能讓測試實驗能夠完整進行下去，決定選擇學生自己開發的網站作為測試對象。學生自己開發的網站主要來源于三個方面：學生進行《中級軟件實作》課程時開發的網站；學生在《Web前端開發》課程中完成的大作業時開發的網站；學生進行創新創業實踐項目時開發的網站。有些網站可能是幾個同學一起開發的，允許學生在軟件測試過程中組成測試團隊，對同一個網站進行功能測試和性能測試。這樣處理既能對學生自己開發的網站進行評估，及時發現不合理的地方進行改進完善，又能培養學生的團隊合作精神和科學精神。

2.4 體驗企業測試過程

為了讓學生感受真實的企業測試過程，學院與廣東省農商銀行等企業進行校企合作，拉專線進入校園，建設單獨的軟件測試實驗室。每年利用兩周課程教學的時間引入企業導師來上課。通常企業拿出項目中需要簡單測試的模塊或者小的子項目，引導學生體驗真實的企業測試過程，主要執行三個步驟，測試用例的撰寫、測試用例的執行和評價，學生反饋良好，希望增加更多的課時。同時也讓企業有機會篩選出優秀的學生，引入企業作為實習生，作為企業的后備力量。

2.5 定期小測

教學過程中實時掌握學生的學習狀況是教學執行過程中的一個難點，傳統上往往通過批改學生作業來查看學生的知識掌握程度，隨著互聯網時代的發展，現在許多作業都實施無紙化，只交電子版作業。但電子版作業也有存在一些問題，復制粘貼很容易，很難分辨出學生是否有抄襲行為。另外，在傳統的課堂教學模式下，對學生的學習考核通常是在期末以“試卷”形式考查學生對知識的學習和掌握程度。這種終結性評價一般在課程學習結束之后進行，無論考試結果如何，學習過程都已經完結，因而很難通過終結性評價來糾正教學過程中的問題和不足[5]。為了實時檢驗學生的學習效果，課程將軟件測試的知識分為五大模塊：軟件測試基本知識、黑盒測試、白盒測試、綜合應用、測試管理及工具應用。每講完一個模塊的內容，就進行一次隨堂測試，及時了解學生的學習狀態和知識掌握程度。對學生存在的普遍性問題進行集中講解，對測試成績不理想的同學，進行面對面談話，及時了解學生的學習狀態并進行提醒，促進學生自覺學習。

2.6 師生交流改進教學

每到一個學期的第9周左右，老師就要求班級學習委員收集本班學生對課程的意見和建議，并隨機抽調部分學生代表在約定的時間與老師進行面對面深入交流，傾聽學生對本課程的建議，及時調整教學方法，滿足學生的合理需求，提高教學質量。若由于客觀原因無法滿足的訴求，與學生進行充分討論，盡量給予學生滿意的答復。通過與學生面對面互動交流，不但能拉近師生的距離，增進師生情誼，還能了解不同學生的不同訴求和心理，給予學生正面的反饋和預期，及時改進教學方式方法，以學生為中心，適應學生的變化，盡力提高教學質量。

2.7 期末完成大作業

學期期末的最后4周時間，要求學生完成實驗為主的大作業，可以選擇功能測試或性能測試。實驗大作業將本學期的實驗內容全部串聯起來，為完成特定任務而進行的綜合性大實驗。這個過程能夠強化前期所學知識，以解決實際問題為目標，不斷克服困難，不斷學習，培養學生的綜合能力和工程創新能力。例如，學生如果選擇性能測試作為大作業，首先要明確測試對象，然后要確定測試的性能指標，之后還要學會搭建測試系統，掌握不同操作系統之間如何通信，最后才進行基準測試、并發測試、壓力測試、聯機測試等一系列測試操作，最后還要分析測試結果，分析測試中發現的系統瓶頸，并根據實際情況進行改進，再測試，再分析，不斷改進測試中發現的問題。最后將測試過程及結果撰寫成測試報告，總結個人的得失等等。整個大作業期間，需要反復地檢驗、校正、改進，耗時很多，學生經常會額外增加時間才能完成，但對學生的能力提升大有益處。

2.8 課程中融入思政元素

在教學的過程中適當加入思政元素，思政與知識相融合[6]。例如在講解軟件的缺陷時，提前要求學生組成團隊對我國軟件行業進行調研，了解我國軟件行業相較于國外的現實差距、薪資水平等，然后在教學中對我國軟件的現狀進行討論，并要求學生提出一些改變現狀的措施。通過團隊調研，了解我國軟件市場、薪酬等方面整體的落后面貌，讓學生認識到我國軟件行業的整體差距，增強學生的責任感、提升學生的愛國心，培養學生的團隊合作精神。

3 考核方式改革

不同于傳統的期末閉卷考核方式，混合式教學加大了平時過程化考核的分值，為調動學生參與學習的主動性、積極性，檢驗學生預習效果及學習成果的達成度，同時為教學的持續改進提供參考，課程考核方式拓展為線上和線下兩部分，不斷加強全過程、全方位考核，細化、量化學習成果[7]。同時為了避免學生期末突擊通過考試就能拿到學分，提高平時學生的參與度，把期末筆試的總成績比例降至40%。課程考核的細則如表1所示。

4 效果與反思

結合畢業生要求達到的能力和課程目標，構建運用過程化評價體系。這樣的體系結構既考慮了學生日常的過程學習、自主學習效果，又考慮了學生最后的知識掌握程度及能力提升效果。經過3輪的教學實踐，對課程不斷進行評估和持續改進。在2021 至2023年度進行了三輪的教學實踐，通過對知識點的梳理、視頻錄制和學習資料的搜集，依據軟件測試與質量課程大綱，利用學校的勵儒云平臺，建設軟件測試與質量網上課程，整個課程線上設計14個任務點，要求學生課前必須完成，做到課前對知識點有所了解。線下授課過程中，每四周在實驗課的開始前20分鐘，通過勵儒云平臺，對學習效果進行檢驗。在測試中發現的普遍性問題，在課堂教學中進行集中講解。最后通過期末閉卷考試，檢驗學生的學習效果，合格率都有較大的提高。經歷連續三年的混合式教學改革實踐，學生對老師的評教成績分別為96.24、96.79、97.12，而傳統的教學方法下，評教成績一直在93分以下，顯示混合式教學優于傳統教學。

5 結束語

軟件測試與質量課程在工程人才培養方面的教學改革與創新是需要長期探索的一項工作，本文闡述了該課程線上線下混合式教學模式的創新與教學實施過程，為實踐性教學提供了思路。課程結合當今社會背景與國家需求，討論了混合式教學模式的課程資源建設、課前知識引導和自主預習，課堂師生互動和隨堂測試，以及課后完成期末大作業、引入企業真實的測試體驗等具體措施，并在教學的過程中引入思政元素。通過對軟件測試與質量課程的混合式教學改革，學生的學習效率與積極性得到了提高，極大地促進學生獨立思考和創新思維的培養，有目的、有意識地培養了學生的健康人生觀、價值觀和世界觀[8]，為學生畢業后的求職就業、升學等奠定了堅實的基礎。