基于就業需求和OBE理念的軟件測試課程教學改革
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作者:董宗然，樓偶俊，梁藝多
摘要：隨著計算機技術飛速發展，軟件質量已成為業界關注重點。為了使高校培養的軟件測試人才能更好適應測試工作崗位，提出基于就業需求和成果導向教育（OBE）理念對軟件測試課程進行教學改革。以OBE理念為指導設計教學過程，根據就業需求確定課程培養目標，探討以學生參與為中心的教學和考核方法，并對課程實施中的重點事項，如課時編排、資源建設、實驗設計等進行說明。課程評估結果表明基于就業需求和OBE理念的教學模式有助于提升軟件測試教學質量，適用于業界需要的軟件測試人才培養。
關鍵詞：軟件測試; OBE; 就業需求; 教學改革; 課程改革
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
文章編號：1009-3044（2022）32-0122-03
1 概述
隨著計算機軟件廣泛應用到各行業和領域，軟件質量備受關注，軟件測試作為質量保證和控制手段越發重要，軟件企業對專職測試人員需求旺盛。此外，隨著敏捷開發被廣泛采用，單元測試、測試驅動開發、驗收測試驅動開發、持續集成測試等方法也成為開發人員的必備技能。
軟件測試是軟件工程專業的核心專業課，對培養合格的軟件工程師和測試工程師具有重要意義。傳統軟件測試課程教學中存在諸多問題[1]，例如：教學內容偏理論，對學生實踐能力訓練不夠；教學內容與業界需求脫節，不能學以致用；課程設計不科學，不能激發學生學習興趣；與軟件工程、軟件項目管理等專業課程銜接不好，存在知識點重復；考核以筆試為主，不能全面考查學生能力。以上問題的主要原因一方面是課程培養目標不能很好適應學生就業需求，另一方面是教學內容和方法設計不蚩蒲?。臍ぐ随讱程教拥耐七M，基于成果導向教育（Outcome-Based Education， OBE）的教學模式已在多個計算機教育發達國家廣泛開展，被證明是高等工程教育的先進教學實踐[2-3]，為此本文面向就業需求和OBE理念探索軟件測試課程教學改革，提升軟件測試人才培養質量。
2 OBE理念的提出與應用
成果導向教育（OBE），也稱能力導向教育、目標導向教育或需求導向教育，最早出現于美國和澳大利亞的基礎教育改革，指教學設計和教學實施的目標是學生通過教育過程最后所取得的學習成果。在OBE教育系統中，教育者必須對學生畢業時應達到的能力及其水平有清楚的構想，然后尋求設計適宜的教育結構來保證學生達到這些預期目標。學生產出而非教科書或教師經驗成為驅動教育系統運作的動力，這顯然同傳統上內容驅動的教育形成了鮮明對比。從這個意義上說，OBE教育模式可被認為是一種教育范式的革新。
OBE教育的三個關鍵是成果導向的教學設計、成果導向的教學實施以及成果導向的教學評價。成果導向要求反向設計，即要求課程從學生就業需求的關鍵指標反向倒推教學設計、教學實施和教學評價，不是單純按照教師想法安排教學。目前已有國內教育學者在計算機課程中嘗試基于OBE的教學改革，例如，劉強[4]結合清華大學軟件工程專業教學實際，基于OBE理念對軟件工程課程教學方案進行優化；向模軍[5]，余燁等[6]將OBE理念引入Java程序設計課程，變以教學內容驅動為學習結果驅動；劉杰等[7]以OBE理念制定C程序設計課程教學目標，優化教學內容，構建可持續改進的考評體系；王駿美[8]、王鑫便[9]等以OBE理念探索軟件測試課程教學改革，在教學目標、培養路徑、課程內容和考核方式等方面進行了初步設計，但目前基于OBE的軟件測試類課程改革仍然缺少實證研究。
3 基于就業需求和OBE理念的課程培養目標
OBE教學模式強調目標導向，因此需要結合軟件測試行業需求精準分析課程培養目標，逆推課程教學內容、教學設計和考核方式，之后評價目標達成度，找出差距后持續改進相應環節。此外，OBE課程非常看重持續改進，為此建立了回訪機制，設計調查問卷，與結束課程學生和已就業學生保持聯系，獲取他們對課程的改進意見?；贠BE的軟件測試課程培養方案設計流程如圖1所示。
課程開始階段要向學生強調軟件測試課程在專業人才培養中的定位，它是軟件工程專業體系的核心課，調查數據顯示本專業就業中，測試相關崗位占比很高，職業發展前景廣闊，進而激發學生對測試課程的學習熱情。通過分析軟件測試網（51Testing）行業調查報告[10]，軟件企業招聘測試崗位的要求，以及對行業專家的訪談和調研，結合軟件工程專業人才培養目標，從軟件測試行業需求為出發點，反向設計的測試人才培養目標如表1所示。
表1中用5個等級衡量個體對知識和技能的掌握程度，1代表初步掌握，5代表精通，熟練程度逐級增強，其中n+表示n及以上級別。從上表看出，一般情況下，企業對學生各方面能力要求要高于學校課程教育所能培養的水平，這之間的差距很大程度需要學生在工作實踐中補齊。基于OBE理念，課程培養目標要對接就業目標，因此課程培養目標要盡可能涉及必要領域，同時要科學設計教學內容，以便能夠適應基本就業需求，為后續能力提升打好基礎。需要說明的是表中部分技能的課程學習培養度，如軟件工程過程、程序開發基礎、問題分析能力、外語能力等是要建立在其他專業課程學習基礎之上的。
4 基于OBE理念的軟件測試課程教學改革
在課程學時內有效完成教學目標，離不開科學的課程設計。本節討論基于OBE理念進行理論教學、實踐教學和考核方式的設計，以及教學效果評價。軟件測試課程理論和實踐內容較豐富，推薦課時為48學時以上，建議理論學時與實踐學時比例相當，可選擇理論課和實驗課穿插排課，也可先排理論課后排實驗課。
4.1 理論教學設計
理論課的知識點需要面向測試崗位就業需求，以軟件測試核心概念和技術學習為主，結合當前技術發展定期更新理論課件，重點覆蓋表1中類別1～4涉及的知識點。課件內容力求實用，涵蓋核心知識，并做到講練結合。教材可以根據各院校學生水平選擇，但教材更新周期一般較長，推薦選擇知識點全面的經典教材，實驗教材或實驗資源可由教師自行開發或者根據教學需求單獨選擇。
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即使軟件測試課程資源建設非常合理，也不能涵蓋測試領域的各方面，另外受到課程學時和學生個性化學習需求限制，課程采用線下與線上融合的教學模式，整理了一套適合軟件測試專業學習的線上資源庫，包括：測試技術學習書單和學習路線圖、測試教學開放視頻、測試專業學習網站、測試學習公眾號。正常情況以線下教學為主，學生課余時間通過線上資源擴展知識面，但如遇疫情等突發狀況，可快速轉變為線上教學模式，此時線上資源將發揮更大作用。
為助力學生職業生涯發展，課程還建設了進階的學習資源。包括：為計算機水平和資格認證的軟件評測師考試和國際軟件測試工程師認證（ISTQB）學習的題庫，研究生復試使用的軟件測試知識庫等。
理論課程的學習倡導以“翻轉課堂”形式開展，由教師課前根據學生能力布置學習任務，讓學生提前預習，之后在課堂中由教師指定學生或學生小組講解學習任務內容，教師針對學生表現進行點評和訂正，強調重點和易錯點。借助超星學習通、智慧樹等App準備的作業開展隨堂測試，及時了解學生學習效果。
4.2 實踐教學設計
軟件測試實踐需要結合具體軟件項目實施，因為學時限制，教師可提前準備用于測試的軟件項目，例如：Web開發、移動App、桌面應用等項目，根據學生專業方向選擇相應測試項目。面向測試崗位就業需求，遴選如下實踐內容，重點覆蓋表1中類別1～4涉及的測試實踐。
4.2.1 測試用例設計要點
測試用例設計是測試工程師的基本業務能力，是開展其他測試活動的基礎，實驗中基于黑盒測試方法（等價類劃分、邊界值分析、組合優化）和白盒測試方法（邏輯覆蓋、基本路徑覆蓋）設計測試用例，教師可先在程序中預置錯誤，方便評價學生的測試用例效果。本實驗同樣要提供可運行代碼，要求學生先自行部署環境，保證程序運行。黑盒用例設計中，學生不看源碼設計測試用例，然后基于程序執行測試用例，對比預期結果和實際結果。白盒用例設計中，學生查看源代a設計用例，再運行程序執行用例，對比預期結果和實際結果。經過對比，學生將對黑盒和白盒測試方法的理解更為深刻。
4.2.2 測試工具實驗要點
為了提高測試效率或執行不能依靠人工完成的測試，實際測試工作中常需借助測試工具，涉及單元測試、集成測試、功能測試、性能測試、安全性測試等方面。以往測試案例過于簡單化，與實際工作脫節，為此課程重點培養學生對復雜系統部署和測試能力。例如，要求學生先部署一個較復雜的Web項目，測試課程一般安排在第6或第7學期，學生已具有專業課基礎，在教師指導或參閱資料情況下可搭建起項目運行環境。部署測試項目和搭建測試平臺同樣是測試工程師必備能力，建議學生在個人電腦或實驗室機器自行完成。有了可運行的軟件項目，后續的測試實踐以及測試管理都可以基于該軟件項目開展，讓學生體會不同測試階段的工作場景。
4.3 課程考核方式設計
課程考核兼顧理論與實踐，全面考查學生綜合能力。其中，理論成績占50%，以期末閉卷筆試形式考核；實驗成績占40%，以實驗上課表現和實驗報告形式考核；出勤及課堂紀律占10%，用于約束學生養成良好習慣。理論考試卷面成績低于50分，或總成績低于60分判定為不及格。
在授課人數較多的情況下，教師僅通過實驗報告很難鑒別學生真實的實踐能力，為此需要結合實驗表現判斷，例如：鼓勵學生及時匯報實驗完成情況，重點記錄和檢查頭幾組完成實驗的學生；鼓勵自認為實驗完成出色的學生向老師匯報工作，由教師查看實驗記錄并提問；結合實驗中預置的陷阱向學生提問，記錄能自主發現陷阱的學生。將以上情況折合成實驗表現與實驗報告成績一同構成實驗成績。
關于人員組織形式，考慮到課程實驗較多且部分難度較大，允許學生以團隊形式提交實驗報告，但團隊規模限制為1～3人，能力強的同學可單人完成全部實驗，其他情況可酌情確定小組人數，但必須在實驗報告中準確記錄協商一致的個人工作內容和貢獻度，以便評定成績參考。
4.4 課程改革效果評價
基于提出的教改方法對大連外國語大學軟件工程專業2017級和2018級學生的軟件測試課程進行教改實施，取得了較好效果，有近80%的同學可滿足表1提出的課程培養達成度，對未達標的同學進行調查，失敗的主要原因是課程培養目標與學生個人發展方向不符或對課程重視程度不夠。此外，2017、2018級學生的整體學習表現，如課堂參與度、學習熱情、期末考試合格率，相比2016級學生都有明顯提升。
對2017、2018級畢業生中從事軟件測試和軟件質量保證工作的同學進行調查回訪獲知，本課程所培養的知識和技能與企業軟件測試崗位需求有很高的契合度，不足之處更多體現在知識和技能的深入程度方面，這與課程學時限制和課堂教學需要考慮學生整體情況有關。
5 結束語
基于就業需求和OBE理念設計的軟件測試教學改革較好地解決了傳統軟件測試教學存在的諸多問題。以學生積極參與教學為中心，課程培養目標、教學內容以及考核方式均由企業崗位需求反向設計得出，體現了學以致用的特點，在提升教學質量的同時為學生打下良好就業基礎。此外，所提出的教改方法對其他專業課程建設具有參考意義，相信未來基于OBE理念的教學模式必將被廣泛推廣并完善。
參考文獻：
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[5] 向模軍.基于OBE理念的Java課程教學改革研究[J].電腦知識與技術，2020，16（12）：169-171.
[6] 余燁，徐京濤，路強，等.基于OBE的Java程序設計課程教學改革[J].計算機教育，2017（6）：95-99.
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[8] 王駿美，吳吉紅，鄭東霞，等.基于OBE和CDIO的軟件測試課程混合式教學探究[J].軟件工程，2019，22（10）：54-56.
[9] 王鑫便，劉仰光，程萍，等.基于OBE的軟件測試課程教學改革探索[J].計算機教育，2020（5）：97-101.
[10] 軟件測試網. 2007～2021軟件測試行業現狀調查報告[EB/OL]. http：//www.51testing.com.
【通聯編輯：王力】
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