工程教育专业认证背景下《软件测试技术》课程改革与实践

郑浩 李真 刘建芳

摘要：按照工程教育专业认证要求，文章设计了软件工程专业移动互联网方向开设的《软件测试技术》课程教学目标、内容和考核评价方式等，贯彻以学生为中心、成果导向和持续改进的理念。经过一学期的课程改革与实践，各个课程目标的达成度均有所提高，对培养学生解决复杂工程问题的能力有较大的帮助。

关键词：工程教育认证;软件测试技术;以学生为中心;成果导向;持续改进

中图分类号：TP393        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）22-0174-04

1 概述

工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。工程教育专业认证的核心就是要确认工科专业毕业生达到行业认可的既定质量标准要求，是一种以培养目标和毕业出口要求为导向的合格性评价。工程教育专业认证要求专业课程体系设置、师资队伍配备、办学条件配置等都围绕学生毕业能力达成这一核心任务展开，并强调建立专业持续改进机制和文化以保证专业教育质量和专业教育活力[1]。

工程教育专业认证包含三大理念，分别是以学生为中心的教育理念，成果导向的教育取向和持续改进的质量文化。所谓以学生为中心要求教育目标围绕学生的培养，教学设计聚焦学生能力培养;师资与教育资源满足学生学习效果的达成;评价的焦点是对学生效果的评价[2，3]。

以成果导向的教育取向完整地说明了学校定位、培养目标、毕业要求、课程体系、教学活动、师资及教学资源之间的关系：学校定位决定专业培养目标;专业培养目标决定学生毕业要求;毕业要求决定课程体系;课程体系决定教学活动设计、师资及教学资源配置[4]。

持续改进的质量文化包括建立常态性评价机制并不断改进;培养目标、毕业要求、教学环节都要进行评价;每个教师在持续改进中均承担责任;持续改进的效果通过学生的表现来体现。

随着软件开发技术的不断发展，新的软件系统层出不穷，人们對软件系统的可用性要求也变得越来越高，软件的质量成为软件开发需要考虑的重要问题，软件质量是软件能够得到用户支持的重要支撑。然而，如何在合理的时间内根据质量目标的要求对软件进行有针对性测试却不是一件简单的事情，因其类似于软件工程，涉及计划的制订、人员及资源的分配、进度安排、测试策略选择、测试用例设计、测试执行及反馈、测试跟踪及分析等多个方面。因此，如何在软件测试技术课程的目标设计、教学内容与方法、教学评价等环节贯彻工程教育专业认证的三大理念，提高本专业学生的软件质量意识、掌握软件测试的基本理论和相关技术，培养学生有效实现软件领域复杂工程问题的分析能力和评价能力十分必要。

2 课程目标设计

2.1 课程目标与专业毕业要求的关系

在软件工程专业人才培养方案中，软件测试技术课程目标与专业毕业要求的关系如表1所示。

为支撑毕业要求指标点1.4，本课程要求学生利用分析方法，结合所掌握地软件测试基本概念、测试计划、测试策略、测试方法和测试过程模型等专业知识，对软件系统测试方案能否满足工程需要进行分析并给出结论。

为支撑毕业要求指标点2.3，本课程要求学生基于所学握的等价类划分法、边界值分析法、决策表、因果图、逻辑覆盖和基本路径覆盖等软件测试方法，针对某一具体的软件测试项目进行分析并设计相应的测试方案。

为支撑毕业要求指标点5.4，本课程要求学生结合某一自动化测试技术，为待测试系统开发相应的自动化测试工具，用以检验软件中的设计并给出评价。

为支撑毕业要求指标点7.1，本课程要求学生结合软件测试的目的及意义、测试项目管理、性能测试、回归测试的相关内容，深入理解通过软件测试保障软件在开发和使用过程中的可重用性对于社会可持续发展的重要意义以及环境保护和社会可持续发展对软件测试提出的新要求，如加强软件产品可扩展性的测试力度等。

为支撑毕业要求指标点7.3，本课程要求学生结合软件测试管理、软件安全性测试和容错性测试的相关内容，针对某一软件工程项目，从安全性、兼容性和容错性等方面判断产品周期中可能对人类和环境造成的损害，并给出相关结论。

2.2 课程具体目标

软件测试技术课程是软件工程专业的一门专业核心课程，该课程侧重于软件测试中的原理、方法和相关技术的教学，包括黑盒测试、白盒测试、单元测试、集成测试、系统测试、验收测试、面向对象的软件测试、软件测试工具的使用等方面的内容[5]。结合本课程对专业毕业要求及其指标点的支撑，课程具体目标设计如下：

1） 能够系统地掌握软件测试的基本概念与基本理论，学会软件测试的方法、软件测试工具的使用、软件测试过程的管理，运用专业知识对软件应用系统的测试解决方案进行评价;

2） 能够应用软件测试的相关理论，通过文献分析，找到对软件应用系统进行测试的多种方案，并能正确描述所用的解决方案;

3） 能够根据实际软件测试项目的需求，借助自动化测试技术开发测试脚本工具，对待测工程项目进行评价;

4） 理解环境保护和社会可持续发展的内涵和意义，能够结合软件测试相关概念和原理理解软件测试对社会可持续发展的影响和社会可持续发展对软件测试的反馈和影响;

5） 能够针对实际软件工程项目，结合软件测试管理及软件测试相关技术，评价项目及其成果对人和环境造成损害的隐患。

2.3 课程对解决复杂工程问题能力的培养

软件测试技术课程内容符合《华盛顿协议》关于复杂工程问题的特征。一个实际的软件测试项目需要结合深入的测试原理进行综合分析，选择合理的测试策略和方法才能解决问题;问题需求涉及开发项目管理、开发技术选择、测试项目管理、测试策略及方法等多个因素，开发项目管理和测试项目管理相互制约相互影响，不同的开发技术可能需要使用不同的测试策略及测试技术，必要时需引入自动化测试技术以提升测试效率;在解决问题的过程中，问题相关的各方的利益不完全一致，在按要求解决软件开发问题的共同前提下，开发组希望项目尽早交付，测试组要确保软件质量符合要求，管理人员希望用最低的成本最短的时间解决问题，用户希望用最低的成本获得高质量的软件，这种情形下可以从环境和可持续发展的角度为问题的协调和解决提供参考并反映到测试项目管理和具体的测试任务中。所以，本课程不仅要使学生掌握软件测试技术相关的理论、方法、技术和实践，还需要能够使用自动化测试技术针对不同的问题开发相应的工具对设计进行自动化验证。对于实际的软件测试项目，还要考虑到环境和可持续发展对软件测试项目提出的要求，在进行实际测试时也能够考虑软件项目对环境和可持续发展带来的影响。软件测试技术是软件工程（移动互联网） 专业培养学生实现软件领域复杂工程问题解决方案能力的有效载体之一。

3 教学内容与方法

3.1 教学内容

本课程按照培养软件工程专业人才的要求，遵循以能力培养为导向的指导思想，总学时54，其中理论授课36学时，课内实验18学时。

理论教学分为11个单元，分别是软件测试引论（2学时） 、软件测试的基本概念（2学时） 、软件测试方法（8学时） 、软件测试流程和规范（2学时） 、单元测试与集成测试（6学时） 、系统测试（4学时） 、验收测试（2学时） 、软件本地化测试（2学时） 、测试自动化及其框架（2学时） 、测试需求分析与测试计划（4学时） 、测试执行、缺陷报告与跟踪（2学时） 。

实验教学分为5个实验项目，分别是实例程序设计（4学时） 、黑盒测试（4学时） 、白盒测试（4学时） 、单元测试（2学时） 、QTP自动化测试（4学时） 。

3.2 教学方法

1） 教授方法

本课程贯彻“以学生为中心”的教学思想，采用“互动、开放”的课堂形式，具体以讲授为主，实验教学为辅，教师采用启发式、问题式的教学方法，以知识为载体，传授软件测试的思想和方法，课堂教学尽量引入互动环节，引导学生寻找解决方案，基于软件领域的软件系统测试问题，提高学生有效实现计算机领域复杂工程问题解决能力，促进学生课程目标的达成[6-8]。

为了促进课程目标1的达成，根据教学内容，采用课堂教授和实验教学的方式，利用启发式和问题式教学方法，对软件测试的各类方法、常用软件测试工具的用法和软件测试过程管理进行讲解并分析对比不同方法和工具的适用范围，理解软件测试过程各个环节的目标和主要任务，在实验教学环节中将不同的软件测试方法和工具应用在特定的场景中，为学生运用专业知识对软件领域复杂工程问题的解决方案进行判断并给出结论。

為了促进课程目标2的达成，根据教学内容，采用课堂讨论和文献查阅分析的方式，运用软件测试的相关理论，针对某一软件系统的测试需求找出解决方案并使用规范的文档描述解决方案。

为了促进课程目标3的达成，根据教学内容，采用课堂教授、实验和课下作业的方式，利用问题式教学方法，加强实验环节的引导，通过自动化测试脚本的开发和执行，分析和评价待测系统。

为了促进课程目标4的达成，根据教学内容，采用课堂讨论的方式，从对人类和环境的影响出发，引导学生理解软件测试和社会可持续发展之间的相互作用和相互影响。

为了促进课程目标5的达成，根据教学内容，采用课堂讨论的方式，利用启发式教学方法，加深学生对软件工程项目和软件测试项目的理解。

2） 学习方法

为了促进课程目标1的达成，学生应该系统地学习软件测试基本理论和方法，结合实际问题，运用专业知识评价软件系统解决方案。

为了促进课程目标2的达成，学生应该提升自学能力，通过对相关文献进行分析，找出可行的软件系统测试方案，并通过文档正确描述所用解决方案。

为了促进课程目标3的达成，学生应该提升创新能力，能够针对特定的应用开发自动化脚本、存储过程或触发器等工具，从而更好地对软件系统进行测试。

为了促进课程目标4的达成，学生应该开阔视野，关注社会可持续发展的形势和政策，并对能够说明软件测试和社会可持续发展之间的相互影响和作用。

为了促进课程目标5的达成，学生应该开阔视野，关注软件产品可能造成的人和环境损害，并能够评价某一实际的软件系统存在的损害人和环境的隐患。

4 教学评价

根据每项课程目标的达成途径，以及评价每项课程目标实现情况的需要，确定相应的考核方式和不同考核方式在每项课程目标评价中所占比例[9-11]。本课程的学生成绩构成参考比例：作业20%，实验20%，课程设计60%。考核方式在课程目标评价中的比例如表2所示。

5 持续改进

5.1 近两年课程目标达成情况对比

本次课程改革在软件工程专业移动互联网方向2018级实施后，对比2017级学生的课程目标达成情况，各课程目标的达成度均有所提高。具体对比数据如图1所示。

针对上一轮次改进措施中提到的方案，本轮次做了以下改进：

1） 加强学生的课堂管理。上学期由于疫情原因，采用线上教学方式，在教学过程中，难以及时掌握学生的实时学习情况。课堂活动由于设置时间限制，导致部分同学未能在规定时间内完成课堂布置的任务。本学期线下教学过程中，加强对学生课堂表现进行跟踪，对课堂积分较低的同学，及时进行预警，促进其目标达成。

2） 加强学生项目分析、设计的训练，强调在课程设计中体现能够在具体复杂工程问题中，理解软件测试与社会可持续发展之间的关系，评价项目及其成果的可用性、可靠性和安全性。后续应加强学生分析和设计能力的训练，改进教学手段，引导学生利用网络资源，强化课程目标4和课程目标5中涉及的能力培养。

5.2 问题分析

从分析与统计结果可以看出，有以下问题：

1） 课程目标5达成情况评价值相对于其他课程目标偏低。经分析，课程目标 5达成情况评价的考核方式为课程设计（30%） 、作业（40%） 和实验（30%） 。课程设计主要针对课程目标中“能够针对待测软件工程项目，评价项目及其成果的可用性、可靠性和安全性。”进行考核、作业主要“针对自己开发的一个Web系统/App应用程序/Windows应用程序，借助相关测试方法和工具开展测试，结合测试结果评价系统的可用性、可靠性和安全性。”进行考核，实验主要针对“能够结合软件测试相关原理和技术，通过实验案例评价，评价软件对人和环境造成损害的隐患。”进行考核;后续加强学生对软件的评价能力。

2） 少数学生的课程目标达成情况较差，学生个体课程目标达成情况存在两极分化的趋势。课程目标1、课程目标2的达成情况分析中，少数学生的达成情况评价值在0.6左右，而部分学生的达成情况评价值在0.9以上，说明学生存在一定程度的两极分化。

3） 整体各个课程目标整体达成均在0.8以上，学生整体目标达成情况较好。

5.3 改进措施

1） 针对课程目标5，下一步将引导学生利用网络课程资源平台，增加相关软件系统的案例分析，全面覆盖Web系统、App应用程序、Windows应用程序等软件项目类型，在师生共同分析的过程中培养学生对自选软件工程项目的评价能力。

2） 针对两极分化的问题，后续将加强学生管理，设置阶段性考核，通过学生分组，组长把关，教师抽检的方式，对学生学习情况进行跟踪，及时发现自觉性较差、自学能力较弱的学生，及时进行干预，逐步消除两极分化现象。

6 结束语

论文在分析工程教育认证特点的基础上，贯彻落实工程教育专业认证的三大理念，从课程目标设计、教学内容与方法、教学评价、持续改进等环节进行设计实施，旨在提高本专业学生的软件质量意识、掌握软件测试的基本理论和相关技术，培养学生有效实现软件领域复杂工程问题的分析能力和评价能力。经过对比近两年课程目标达成情况，学生的各课程目标达成情况均有提升。

参考文献：

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[10] 刘龙，申华，韩雪，等.基于工程教育专业认证的毕业要求与课程目标达成评价方法研究[J].计算机教育，2021（8）：175-180.

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【通联编辑：王力】