基于CDIO模式的“软件测试技术”实践教学研究与实践

赵丽萍

摘 要： CDIO 是注重学生工程实践的全新工程教育理念和实施体系，是提升工程师能力非常有效的工程教育模式。将CDIO教育模式应用于“软件测试技术”课程教学，制定理论教学与创新实践相结合、课内实验与课外实践相结合的实践教学体系。理论教学和课内实验侧重思维能力、设计能力和学习能力；创新实践和课外实践侧重动手实践能力、分析能力和工程能力的培养。实践表明实施教学改革后“软件测试技术”课程取得了很好的教学效果。

关键词：CDIO；实践教学；实践能力；创新

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2018）07-0021-02

软件测试行业的迅猛发展，急需大量高素质的软件测试人才。因而，软件测试人才的教育应该以培养多层次、应用型、复合型软件测试人才为目标，全面加强素质教育，重点培养学生的敬业精神、创新能力和实践能力，实现人才培养与市场需求一致[1-3]。

一、明确教学定位及培养目标

结合学校的办学定位和学院的实际情况，软件工程专业强调能力的培养，以“三个加强、两个接轨、一个结合”（加强基础、加强实践、加强外语教学；与企业接轨、与专业方向及应用背景专业接轨；产学研相结合）为指导思想，建立纵向层次化、横向模块化的课程体系。为了适应社会对软件测试人才的需求，课题组将原有的“软件测试技术”实践教学内容进行了全新的改进，建设了软件测试精品课程，从教学理念、教学内容、教学方法的改革入手，创新实践教学；充分借助与企业的联合办学，通过校企合作，有计划、有步骤、分层次、分阶段地实践高级应用型人才培养计划。此外，在教学过程中将CDIO的工程教育模式引入“软件测试技术”课程的教学改革中，培养具有较强专业知识和工程能力的应用型人才。

二、基于CDIO的课程内容的改革和优化

CDIO 工程教育理念是：充分利用大学学科齐全、学习资源丰富的条件，以接近工程实际的综合设计项目和专业核心课程的教学相结合，使学生在CDIO 的四个环节中不断地在工程基础知识、个人能力、团队合作能力和工程系统能力等方面得到全面的训练和提高[4-6]。据

此，课题组构建了理论与实践相结合的课程教学体系。

根据CDIO工程教育理念，考虑课程内容的特点，将教学内容模块化。主要包括三大模块：软件测试基本理论、软件测试基本技术、软件测试过程和软件测试工具。软件测试基本理论包括软件测试、软件缺陷和测试用例。软件测试基本技术包括白盒测试和黑盒测试：其中，白盒测试包括静态测试和动态测试，动态测试又包括程序插桩、逻辑覆盖、基本路径测试等；黑盒测试包括等价类划分、边界值分析、因果图法、判定表法、场景法等。这些基本技术都是在进行测试用例设计时使用的。软件测试过程是指执行测试的过程，通常分为四个阶段：单元测试、集成测试、系统测试和验收测试。软件测试工具有多种：功能测试工具、性能测试工具和测试管理工具等。教学体系如图1所示。

三、突出课内外结合，多层次教学的实践教学内容

根据“软件测试技术”的教学体系，实践教学包括课内实验和课外实践，侧重动手实践能力和工程能力培养。课内实验是基础，课外实践是提高。课内实验教学模块包括：1.基础实验。主要包括黑盒测试技术和白盒测试技术的设计。课题组采取对同一案例使用不同测试方法进行测试，以助于学生掌握测试用例的设计。2.设计性实验。基于不同需求，形成不同规模的程序，对应不同的测试阶段，通过方案的设计、用例的设计、测试驱动的设计和结果的分析等，让学生掌握测试的基本方法，增

加对测试知识的积累和应用。3.综合性实验。通过对给定的小型软件系统的分析，灵活运用各种方法，按照测试计划制订、测试设计、测试实施、测试执行以及最后评估等过程，加深对测试过程的理解以及对工程背景的认识，提升工程实践的能力。

课外实践教学主要包括：1.工程训练。开课初下发工程训练的任务、要求、达成目标和考核方式。实验项目主要以信息管理系统为测试对象，从方案设计、环境配置、测试执行、缺陷的跟踪和管理、测试报告撰写方面进行训练。同时在此过程中，利用自动化测试工具进行管理和测试，或自行编写测试驱动程序。学生可按要求自行拟定实验题目。2.开放性创新实验。开课初下发开放创新实验任务、要求、达成目标、考核方式。实验项目主要以机票订购软件为主，学生可按要求自行拟定实验题目。3.创新创业项目训练。从立项、方案设计、可行性分析、创新性等方面进行训练。

理论和实践两个模块、两条主线相互融合，实施 CDIO 工程教育模式，形成教学、实验和课外实践有机结合为一体化教学体系，使创新教育与专业教育相融合。

四、“3+1”校企合作教学模式的推行

为更深入开展和实施基于项目的应用型软件测试人才培养模式，培养具有创新精神与创业意识、基础扎实、知识全面，适应IT产业和经济信息全球化竞争的高层次、复合型、应用型优秀人才，华东交通大学软件学院从2011年开始对软件工程专业部分学生实施“3+1”培养方案。即学生前三年在高校学习基础理论知识，最后一年在企业进行实践教学的培养，利用企业的高级工程技术人员和设备进行实地教学，强化了学生的实践能力和综合素质，增强了社会适应性。

五、课外实践教学的实施

课外实践教学主要包括工程训练、开放性创新实验和创新创业训练。要求學生自主组队，团队通过自主查阅资料、小组讨论、运用系统分析法，进行软件系统的分析设计，完成计划的制订，方案的设计，以及测试的实施和执行，最终提交测试结果分析报告、研究报告等。

（一）项目的设计

软件测试理论课程项目的选取与其他课程又有所不同，学生要进行的操作是对现有的或者已经开发完成的软件的测试工作。所以选择的项目要有部分明显错误（提高学生测试积极性），有部分隐藏错误（启发学生进行深入测试）；同时项目大小和难易要适中；此外，项目要有多种情景元素，使学生可以学习使用多种测试技术进行测试用例的设计。综上，我们在选择项目时，从往年优秀毕业设计中选取部分整理成教学案例，以及网络中的开源软件。

（二）团队的组成

每个团队单元由3名学生组成，开课两周内完成组队。按照“兴趣引导、知识互补、兼顾成绩、自由结合、适当调整”原则，组成项目团队单元，使学生按自己的兴趣选择项目，并在团队中能够充分发挥每个人的作用及团队协作精神。

（三）项目实施过程的控制

团队组成后，根据所选的项目，指导教师按照项目布置任务，教师每周定期指导。

（四）实践环节的考核

课程考核具有导向性，决定着学生将精力投入到何方。新的考核方式应以培养学生的实践、综合分析、团队协作和创新等能力为切入点，建立多元化的考核方法，促进学生个性和能力的全面发展。考核时应分成团队成绩和个人自评及他人互评等环节。

鉴于每个学期学院开设了多门课程，如果每门课程都采用该方式进行教学，势必会大大增加学生课业负担。所以对该门课，笔者认为课内实验部分采用传统的考核方式，但考核会注重实际能力；课外部分则以课题组（包括“软件测试技术”、“Web应用测试”和“自动化测试”三门课）的方式进行考核。

六、软件测试实践教学效果

通过软件测试实践教学体系的改革与实践，课程组已取得了实质性进展和初步积累。建立了稳定的软件测试团队，参与教师科研项目的测试。大学生创新基金项目和实验室开放基金项目逐年递增。通过各级各类软件项目的开展，学生创新和实践能力显著提高，创新成果明显增加。毕业生在工作單位因踏实肯干、实践动手能力强、沟通协调能力和社会活动能力强而受到用人单位的欢迎。

学院借鉴CDIO 模式，课程改革坚持“学生学习为中心，能力培养为重点、创新训练为方向”的原则，突出“学中做、做中学，做中思”，运用环境认知、实践模拟、创新案例等多种恰当的教学方法和教学手段，理论联系实际，实现课内外实践教育的有机结合，初步形成了适合培养学生的创新思维、团队协作和在专业领域的创新创业能力的教学模式[7-8]。在教学团队建设、实验室建设及学生工程能力培养等方面取得了显著的成绩。

参考文献：

[1]兰景英.构建应用型软件测试人才培养实践教学体系[J]. 黑龙江教育学院学报，2011，（50）.

[2]王宏祥，曾红.基于CDIO 模式强化课程实践教学探索与 实践[J].实验室研究与探索，2016，（10）.

[3]王冬生.基于CDIO工程教学模式的测试技术课程体系 研究[J].河北工程大学学报：社会科学版，2014，（31）.

[4]丁琼.团队学习理论在教学中的应用[J].黑龙江教育：高 教研究与评估，2014，（11）.

[5]梅怡，梁贵萍，林芸，等.CDIO教学模式在“液压与气压 传动”课程教学改革中的实践[J].贵阳学院学报：自然科 学版，2014，（4）.

[6]王亚良，张烨，陈勇，等.基于CDIO的实验项目开发与实 践[J].实验技术与管理，2010，（2）.

[7]姜大志，孙浩军.基于CDIO的主动式项目驱动学习方法 研究——以Java类课程教学改革为例[J].高等工程教育 研究，2012，（4）.

[8]刘思远，姜万录，陈刚，等.基于CDIO项目式教学的课程 改革与实践——以电气传动与控制课程三级项目教学为 例[J].教学研究，2012，（3）.