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工程认证背景下软件质量保证与测试课程教学改革研究

更新时间:2009-03-28

0 引 言

工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保证制度,是实现工程教育国际化互认和工程师资格国际互认的重要基础。中国获得工程教育认证资格,标志着中国的高等教育走向国际化,人才培养的层次结构、类型和质量在一定程度上得到国际多边互认[1-2]。浙江师范大学从2014年开展工程专业认证工作,根据工程教育认证中对专业体系课程设置的标准要求进行改革和建设。

软件质量保证与测试课程是软件工程专业的核心课程,课程的教学目标是培养软件测试师,理论教学和实践教学都应该围绕该目标开展。近年来,随着中国信息化建设和软件产业的快速发展,软件测试师在软件开发中扮演的角色越来越重要,国内测试行业处在蓬勃发展阶段。面向市场培养人才是该课程教学的主要导向,该教学目标和软件工程认证“以人为中心”的理念密切相关。在该课程的教学过程中,思考如何全面贯彻工程教育理念并对课程进行改革是课程教学面临的一个关键问题。

1 工程认证背景下课程建设改革

工程教育认证的理念可以总结为:一个中心、两个导向和三个支柱,其核心思想就是教学活动和人才培养应该以人为本,以学生为中心。认证评价是基于输出的评价,是对整个专业建设的综合要求,培养过程始终以培养目标和毕业要求为导向。因此,在课程体系、师资力量和软硬件条件这3方面,必须能胜任学生培养的需求[3]

培养目标是整个人才培养的指挥棒。针对软件质量保证与测试课程,除了配置优秀的教师队伍、软硬件教学环境之外,在具体的教学过程中,应以培养目标为导向,修改课程教学大纲,优化课程体系,达到持续改进。工程教育认证从学生素质、知识和能力3个方面提出了要求,培养的学生需要达到7项指标和与之对应的12项毕业要求。在这12项毕业要求中,专业核心课程软件质量保证与测试和毕业要求1、3、4、5、9、11相关(表1)。

步骤3 当Si,Sj中相互对应的任务节点th,tk为虚拟整体任务时,按上文分析将其分解为并行任务节点,即th=tc∪∪tx,tk=td∪∪ty(tc,,tx∈PartTask与td,,ty∈PartTask依次对应),然后将部件任务tc,,tx与td,,ty分别分解为工序任务,依次比较对应工序关联质量项的实际值。若相同,则比较下一工序任务节点;否则将其分别添入Ψi和Ψj。

2 以学生为中心的教学模式改革

应对上述教学改革,本课程的考核采用过程考核、阶段考核与目标考核相结合的方式。

 

表1 软件质量保证与测试课程与毕业要求指标关系

  

1.工程知识:掌握能够用于解决复杂软件工程问题的数学、自然科学、工程基础和专业知识等工程知识3.设计/开发解决方案:针对软件及其相关领域的复杂工程问题,具备设计解决方案的能力,设计满足特定需求的系统、单元(部 指标点3-1:具备数据设计、人机交互设计件)或工艺流程,并能够在设计环节中体现创新意识,考虑社 用例设计等能力会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素4.研究:能够基于所学的基本理论和科学方法对软件及其相关领 指标点4-3: 具备针对特定解决方案发现域的复杂工程问题进行研究,包括设计实验、分析与解释数据、 并对已有方案改进的可能性进行初步分析并通过信息综合得到合理有效的结论5.使用现代工具:能够针对复杂工程问题,开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,包括对复杂工程问题的预测与模拟,并能够理解其局限性9.个人和团队:能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色指标点1-4: 掌握解决复杂软件工程项目所需的软件工程领域的基本专业知识、软件架构设计、测试问题、提出问题的能力,指标点5-2: 掌握常用的需求分析、设计、版本控制、测试等工具,并能够理解其局限性指标点9-2: 具有较好的表达能力和较强的人际交往能力,能在团队中发挥个人的作用11.项目管理:理解并掌握工程管理原理与经济决策方法,并能在多学科环境中应用指标点11-1:理解并掌握软件项目的过程管理与质量管理概念和方法

  

图1 翻转课堂教学模式

2.1 引入翻转课堂教学

翻转课堂(Flipped Classroom或Inverted Classroom),是一种新兴的教学模式,在现代教学过程中得到了广泛的研究和应用,并被称为影响未来课堂教学的重大技术变革。该教学模式的目的是考虑学生的个性化,进行针对性的教学,以学生为中心,要求学生在上课前,对教师布置的教学主题及相关资源进行预学习,带着问题听课,教师的角色从“教”翻转为“导”和“答”,学生的角色从“听”翻转为“问”。基于学生的学习情况,教师的主要任务是教学引导和答疑解惑。角色的翻转强调了学生的主体地位。研究应用结果表明该种模式能激发学生的学习主动性,具有良好的教学效果[4]

在我国康复治疗技术岗位任务分析的相关研究[6]中,对物理治疗技术岗位工作任务的分析共列举了10项。结果显示:PT岗位需要掌握的前五项任务分别是 PT4、PT5、PT6、PT8、PT9,提示传统康复在老年康复中所占比例较大,老年人更易接受(见表 3)。

在课程的建设过程中,翻转课堂也被引入软件质量保证与测试的教学中,教师调整教学环节中的各个步骤,以教学任务为主线,以教学目标为导向,涉及教学内容,将教学分为课前、课中、课后3阶段,见图1[5]

2.2 基于任务驱动的实践教学

需要说明的是,拓展实践由学生分组完成。在教师指导下,团队负责人对项目进行整体规划,该分值由教师和学生打分组成,其中教师根据项目完成情况、汇报情况给予评分,小组成员根据各自在项目中的贡献共同商定打分,小组内需要根据项目完成情况和每名成员的贡献打分。这种评分模式充分调动了成员积极性,避免了传统团队合作中的部分学生只是挂靠而主要工作由极少同学完成的弊端。

洪子诚先生认为“镜头”即诗的意象,从而对北岛早期诗歌中的意象群展开分析。他提出了两组基本的意象群。一个是作为理想世界、人道世界的象征物存在的,如天空、鲜花、红玫瑰、橘子、土地、野百合等。另一个带有否定色彩和批判意味,如网,生锈的铁栅栏,颓败的墙,破败的古寺等,“表示对人的正常的、人性的生活的破坏、阻隔,对人的自由精神的禁锢。”[5]北岛早期的诗意象的涵义过于确定。到了《触电》这里,我们会发现其意象的设置与北岛早期诗歌有明显的不同。《触电》中的意象,如“握手”,所指不明,与日常生活和传统意象都有距离和阻隔,只给读者一模糊的感知,却难以找到词语明确地与之对应。

 

表2 软件质量保证与测试课程实践教学内容

  

教学基础实践黑盒测试: 边界值方法、等价类方法、决策表方法、错误推测法等白盒测试:逻辑覆盖测试、独立路径测试等测试工具使用:Junit单元测试工具、QTP功能测试工具、LoadRunner性能测试工具、禅道、Bugfree或Bugzilla测试管理工具拓展实践 ATM自动取款机功能测试、航空订票系统测试、某校教务管理系统开发测试等

目标考核包括个人总结、小组评分、教师评分、项目成果、项目答辩、整体贡献度、文档代码规范度等。

第二部分拓展实践针对指标点3—1,4—3,5—2,9—2,11—1进行设置。在该实践过程中,学生需要在教师的引导下主动完成任务,目的是培养学生对复杂工程问题的分析与设计能力。和基础实践不同,该部分实践教学需要学生组成项目团队,不同的学生在项目中扮演不同的角色(如系统架构师、系统开发人员、测试人员、项目经理等)。由于测试活动贯穿软件开发的整个生命周期,因此该实践需要小组成员共同完成整个项目的过程,包括需求分析、概要设计、系统实现、系统测试、部署验收等。

2.3 课程评价标准

“以学生为中心”是工程教育专业认证的核心理念,和传统的“以教师为中心,强调教师在教学过程中的核心作用”的模式不同,它要求把学生放在教学的主体地位,围绕学生的能力培养、能力提升来组织教学活动,培养具有发现技能、探索技能和创造技能的学生。因此,理论教学模式、实践教学设计和课程评价体系也需要相应地改革。

过程考核包括在线学习、上课考勤、平时作业、团队协作等情况。

用SPSS Statistics 19.0进行试验数据的差异显著性分析(Duncan法,多因素方差分析,p<0.05)。

阶段考核包括期中、期末考试,项目阶段性评审。

上述两类实践教学中,教学基础实践是课程配套实验,目标是要求学生掌握基本的测试技能和测试案例设计方法,能针对简单问题开展测试活动。对应表1指标点1—4,掌握解决复杂软件工程项目所需的软件工程领域的基本专业知识。另外,考虑软件测试的实践特性,学生需要了解并掌握当前主流测试工具的使用。

学生的最终课程考核成绩由过程考核、阶段考核与目标考核3部分成绩按照一定比例计算而成。在线学习情况统计中,图2描述了学生通过不同终端,在不同的时间段学习课程资源的情况。

任务驱动教学方法的主要特点是以任务为主线,以教师为指导,以学生为主题。这种教学模式完全符合以学生为中心的工程教育培养模式。软件质量保证与测试课程是一门实践性很强的课程,学生需要掌握具体的测试方法和测试工具的使用。软件测试本身具有探索性,需要学生主动运用所学的理论综合设计测试用例并开展测试活动。结合课程对应的毕业要求和指标,可以将课程实践内容分成基础实践和拓展实践两部分,见表2。

临床疗效:显效:排痰效果较好,呼吸道分泌物显著减少,无咳喘症状及肺部啰音;有效:排痰效果好,呼吸道分泌物减少,咳喘症状减轻,肺部啰音减少;无效:排痰效果差,呼吸道分泌物未减少,患者仍有咳喘症状。

本系统主要包含前端图像信息的采集接收模块,图像压缩模块以及图像的传输和显示模块几个部分。本文主要对前端图像接收模块进行了优化设计。

2.4 课程的持续改进

工程教育专业认证中一个非常重要的理论就是课程持续改进,即使某专业通过工程教育认证,也需要持之以恒、与时俱进地设计课程体系,改进课程教学,提高教学效果。针对课程建设情况,主要采用3种途径对课程进行持续改革。

(1)定期记录,适时反馈:通过读书报告、课堂讨论、多样性实践报告等,布置和收集相应成果,实时记录学生的知识掌握运用能力,评估学生 指标点 1—4、3—1、4—3、5—2、9—2、11—1的达成度,并根据反馈及时调整。

(2)评估结果,分析改进:通过分析近两年学生的学习状态和考试成绩,发现学生对具体的项目分析、设计能力较弱,因此,要加强实验教学,设置多样性的实验题目,强化学生对理论理解,并学以致用。

  

图2 学生在线学习情况统计

(3)全方位多角度持续改进:利用互联网资源、校企合作等开展拓展性实验辅助教学。

3 结 语

软件质量保证与测试作为软件工程的专业核心课程,在整个软件工程人才培养中占据着重要作用。以人为本的工程教育教学理念重在培养学生的工程能力并提高学生的学习能力。在该课程的教学中,虽然学校的课程教学已经参考工程认证的标准设计教学环节,重视教学输出,但仍要持续以工程教育认证为标准,不断在教学中尝试新的方法,思考新的教学思路,增加课程的持续改革能力,力求培养出优秀的软件测试人才,推动我国IT技术的发展。

参考文献:

[1] 陈平. 专业认证理念推进工科专业建设内涵式发展[J]. 中国大学教学, 2014(1): 42-47.

[2] 陈永, 胡晓辉. 工程认证背景下软件标准化文档课堂教学研究[J]. 计算机教育, 2016(11): 123-125.

[3] 徐翀, 仇建, 胡维华. 工程教育认证背景下网络工程专业建设的探讨[J]. 杭州电子科技大学学报, 2014(6): 88-91.

[4] 周群. 计算机应用型人才培养翻转课堂教学模式研究[J]. 大学教育, 2016(3): 150-152.

[5] 丁智国. 翻转课堂在软件体系结构课程教学中的实践[J]. 计算机教育, 2017(3): 68-71.

 
丁智国,吴建斌
《计算机教育》 2018年第05期
《计算机教育》2018年第05期文献

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