基于敏捷測(cè)試的軟件測(cè)試實(shí)踐教學(xué)

李繪卓，唐 峻，范 勇

（西南科技大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川 綿陽 621010）

基于敏捷測(cè)試的軟件測(cè)試實(shí)踐教學(xué)

李繪卓，唐 峻，范 勇

（西南科技大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川 綿陽 621010）

分析軟件測(cè)試課程目前的現(xiàn)狀，提出基于敏捷測(cè)試的軟件測(cè)試課程教學(xué)方法，即以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，采用測(cè)試驅(qū)動(dòng)開發(fā)方法，將測(cè)試技術(shù)融入到開發(fā)實(shí)踐活動(dòng)中，搭建與之適應(yīng)的持續(xù)集成教學(xué)平臺(tái)。結(jié)合西南科技大學(xué)的教學(xué)實(shí)踐，說明教學(xué)效果。

敏捷測(cè)試；項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)；軟件測(cè)試實(shí)踐教學(xué)

1 現(xiàn)狀分析

軟件測(cè)試課程目前在很多高校都是作為軟件工程專業(yè)中獨(dú)立課程開設(shè)的，但課程內(nèi)容、教學(xué)方法和手段方面的更新速度往往跟不上行業(yè)專業(yè)技術(shù)的發(fā)展。在軟件測(cè)試的教學(xué)上，各高校在理論及實(shí)踐上一直在探索新的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與方法，但軟件測(cè)試課程內(nèi)容比較抽象，且與之相互影響的軟件工程相關(guān)課程較多，因此很難在教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)手段上形成有效共識(shí)。目前該課程在本科教學(xué)中主要存在的問題如下。

（1）測(cè)試技術(shù)實(shí)踐脫離軟件開發(fā)流程。傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)中，往往是對(duì)理論和具體測(cè)試技術(shù)的講授，測(cè)試技術(shù)實(shí)踐往往脫離軟件開發(fā)流程，加之重開發(fā)輕測(cè)試的觀念，很容易讓學(xué)生失去對(duì)測(cè)試技術(shù)的學(xué)習(xí)動(dòng)力及興趣。

（2）缺乏測(cè)試技術(shù)的系統(tǒng)化實(shí)踐。目前各高校都在軟件測(cè)試課程中進(jìn)行教學(xué)改革，以改善重開發(fā)輕測(cè)試、重理論輕實(shí)踐[1]的現(xiàn)象為目標(biāo)，但在實(shí)踐中依然存在重視專項(xiàng)技術(shù)的理論及實(shí)踐教學(xué)，而忽略了軟件測(cè)試?yán)碚撟鳛檐浖|(zhì)量保障的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)貫穿于軟件開發(fā)過程。從而造成學(xué)生只知道具體技術(shù)，而不能將其應(yīng)用于軟件開發(fā)過程中，在根本上意識(shí)不到軟件質(zhì)量控制對(duì)軟件項(xiàng)目開發(fā)的意義。

（3）軟件測(cè)試工具多樣性，但缺乏綜合應(yīng)用。測(cè)試工具是軟件測(cè)試實(shí)踐課程中的重點(diǎn)訓(xùn)練要點(diǎn)，軟件開發(fā)過程中，往往涉及多種測(cè)試工具，但是由于高校實(shí)驗(yàn)條件的匱乏，加之測(cè)試工具的復(fù)雜多樣，導(dǎo)致學(xué)生無法接觸和了解多種測(cè)試軟件的綜合應(yīng)用。加之傳統(tǒng)實(shí)踐課程往往單獨(dú)對(duì)部分工具進(jìn)行實(shí)踐，使得學(xué)生無法與企業(yè)的需求銜接。

2 教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容探討

2.1 教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容

軟件測(cè)試課程是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，教學(xué)中應(yīng)強(qiáng)調(diào)如何將軟件測(cè)試相關(guān)理論知識(shí)應(yīng)用于軟件開發(fā)中，而不是簡(jiǎn)單的知識(shí)點(diǎn)及理論的灌輸。為達(dá)到這一目標(biāo)就不能將開發(fā)與測(cè)試分開，而是需要在軟件開發(fā)過程中，實(shí)踐軟件測(cè)試中的具體測(cè)試技術(shù)。通過這一手段使學(xué)生熟悉軟件測(cè)試在軟件生命周期中的重要性，并對(duì)軟件質(zhì)量過程控制有一個(gè)全面的了解。為此，有必要在實(shí)踐課程中增設(shè)綜合實(shí)踐階段。在該階段中，以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，引入敏捷測(cè)試。敏捷測(cè)試即不斷修正質(zhì)量指標(biāo)，正確建立測(cè)試策略，確認(rèn)客戶的有效需求并得以圓滿實(shí)現(xiàn)和確保整個(gè)生產(chǎn)過程安全、及時(shí)發(fā)布最終產(chǎn)品[2]?；诖?，在綜合項(xiàng)目實(shí)踐中，要強(qiáng)調(diào)測(cè)試驅(qū)動(dòng)開發(fā)，通過在軟件開發(fā)各階段測(cè)試控制項(xiàng)目軟件質(zhì)量，讓學(xué)生在項(xiàng)目開發(fā)實(shí)施過程中能主動(dòng)地、自然地應(yīng)用軟件測(cè)試?yán)碚摗?/p>

在實(shí)踐操作過程中將測(cè)試課程分成兩個(gè)階段，第一個(gè)階段為基礎(chǔ)實(shí)踐階段，沿用傳統(tǒng)實(shí)踐方法，針對(duì)知識(shí)點(diǎn)建立獨(dú)立案例，使學(xué)生在實(shí)踐過程中掌握單項(xiàng)測(cè)試技術(shù)。期間強(qiáng)調(diào)測(cè)試用例的設(shè)計(jì)、黑盒測(cè)試及白盒測(cè)試的基本方法，同時(shí)關(guān)注測(cè)試工具的學(xué)習(xí)。第二個(gè)階段為綜合實(shí)踐階段，將軟件測(cè)試技術(shù)具體實(shí)施到項(xiàng)目開發(fā)中，采用敏捷開發(fā)測(cè)試模型，以測(cè)試驅(qū)動(dòng)開發(fā)方式控制軟件質(zhì)量。綜合實(shí)踐注重測(cè)試過程管理、測(cè)試與設(shè)計(jì)開發(fā)的融合，強(qiáng)調(diào)測(cè)試技術(shù)與測(cè)試工具的綜合應(yīng)用。具體的教學(xué)重點(diǎn)及工具使用情況見表1。

綜合實(shí)踐部分采用敏捷開發(fā)測(cè)試模式（見圖1），將軟件測(cè)試技術(shù)持續(xù)應(yīng)用在整個(gè)軟件開發(fā)過程中，并強(qiáng)調(diào)測(cè)試驅(qū)動(dòng)開發(fā)，在不斷迭代中完善項(xiàng)目軟件設(shè)計(jì)與質(zhì)量。整個(gè)過程中，讓學(xué)生掌握單元測(cè)試、集成測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試各環(huán)節(jié)的工作內(nèi)容，在項(xiàng)目實(shí)踐的綜合應(yīng)用中測(cè)試具體技術(shù)，并掌握測(cè)試工具的綜合運(yùn)用。

表 1 測(cè)試課程內(nèi)容安排表

圖1 軟件測(cè)試課程綜合實(shí)踐開發(fā)測(cè)試模型

2.2 綜合案例設(shè)計(jì)

在課程安排中，教學(xué)案例是課程設(shè)施的關(guān)鍵。案例分成兩個(gè)部分：基礎(chǔ)實(shí)踐部分，仍然以教程案例為主，并強(qiáng)調(diào)工具使用；在綜合實(shí)踐部分，需設(shè)計(jì)體量適中的項(xiàng)目，以此為驅(qū)動(dòng)完成軟件測(cè)試技術(shù)的訓(xùn)練。為了滿足學(xué)時(shí)的要求，案例應(yīng)選擇不涉及太多應(yīng)用領(lǐng)域的知識(shí)，而應(yīng)使用簡(jiǎn)單常見的應(yīng)用架構(gòu)。作為學(xué)生參考學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，案例內(nèi)容應(yīng)完整，包含詳細(xì)的系統(tǒng)功能描述和系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要代碼結(jié)構(gòu)，以及對(duì)典型功能及代碼的測(cè)試用例，具體包括單元測(cè)試、集成測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試等測(cè)試內(nèi)容。

目前，西南科技大學(xué)實(shí)施的核心案例為基于Java免費(fèi)框架Struts的小型網(wǎng)站，實(shí)踐教學(xué)中以《兒童數(shù)學(xué)練習(xí)網(wǎng)站》為例，網(wǎng)站以提供小學(xué)生的數(shù)學(xué)練習(xí)為目的，為小學(xué)生提供多種數(shù)學(xué)題型進(jìn)行答題訓(xùn)練，記錄并統(tǒng)計(jì)小學(xué)生的練習(xí)做題的情況。網(wǎng)站包括注冊(cè)、登錄、題型選擇、出題、做題、判題、查看做題歷史紀(jì)錄、退出登錄等功能。同時(shí)，在網(wǎng)站的數(shù)學(xué)題型中融入了軟件測(cè)試教程中的經(jīng)典案例，三角形問題、閏年問題、下一日問題等作為小學(xué)生數(shù)學(xué)練習(xí)題型，以達(dá)到對(duì)測(cè)試基本知識(shí)點(diǎn)的強(qiáng)化訓(xùn)練。該案例功能較為簡(jiǎn)單，涉及的開發(fā)技術(shù)大多都在專業(yè)技術(shù)課程中已經(jīng)學(xué)習(xí)，通過該項(xiàng)目可以讓學(xué)生實(shí)踐項(xiàng)目開發(fā)的全過程軟件及全過程測(cè)試。

2.3 綜合測(cè)試實(shí)踐平臺(tái)搭建

敏捷開發(fā)具有五個(gè)價(jià)值觀：溝通、簡(jiǎn)單、反饋、勇氣、謙遜[7]，而基于此價(jià)值觀，在綜合實(shí)踐過程中，簡(jiǎn)化開發(fā)流程，強(qiáng)調(diào)學(xué)生組內(nèi)溝通，并為學(xué)生的系統(tǒng)測(cè)試項(xiàng)目搭建相關(guān)的持續(xù)集成平臺(tái)。通過該平臺(tái)，可以控制學(xué)生項(xiàng)目開發(fā)測(cè)試流程，減少文檔的撰寫，讓開發(fā)測(cè)試透明化，方便教師全面掌握學(xué)生在項(xiàng)目開發(fā)中進(jìn)行測(cè)試的全過程。平臺(tái)基于Jenkins持續(xù)集成工具，整合了多種測(cè)試工具及管理工具，工具列表見表1。通過該平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的項(xiàng)目管理、版本管理、軟件自動(dòng)編譯、單元測(cè)試、代碼規(guī)范檢查、質(zhì)量報(bào)告生成、BUG跟蹤、網(wǎng)站發(fā)布等功能。通過該平臺(tái)應(yīng)用，不是避免了傳統(tǒng)案例教學(xué)過程中對(duì)測(cè)試工具的單獨(dú)應(yīng)用，而是實(shí)現(xiàn)對(duì)各類開發(fā)測(cè)試工具的綜合應(yīng)用，做到對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行全過程質(zhì)量管控，以及對(duì)項(xiàng)目軟件質(zhì)量的全過程的監(jiān)控。

通過該平臺(tái)，一方面教師可實(shí)時(shí)查看項(xiàng)目軟件的過程提交情況，杜絕項(xiàng)目的集中突擊、濫竽充數(shù)的現(xiàn)象；另一方面教師可查看持續(xù)構(gòu)建下軟件各個(gè)階段時(shí)期下的軟件質(zhì)量，關(guān)注學(xué)生對(duì)于軟件測(cè)試過程的控制，避免學(xué)生對(duì)于測(cè)試的一些錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)和做法（有時(shí)間就多做沒時(shí)間就少做；重開發(fā)，測(cè)試技術(shù)含量低；測(cè)試是軟件開發(fā)最后階段做的工作等）。另外，也為教師提供更為全面的軟件開發(fā)測(cè)試過程的客觀數(shù)據(jù)，方便教師掌握測(cè)試開發(fā)進(jìn)度，及時(shí)把控學(xué)生對(duì)相關(guān)測(cè)試?yán)碚摰恼莆涨闆r。我院2016年度學(xué)生項(xiàng)目實(shí)踐數(shù)據(jù)如圖2所示。

圖2 2016年度學(xué)生項(xiàng)目實(shí)踐數(shù)據(jù)

平臺(tái)的搭建使用了大量的開源免費(fèi)軟件，在使用過程需要進(jìn)行腳本配置，如Ant、SonarQube下的各類檢查腳本等。由于腳本的編寫相關(guān)技術(shù)要求較高，為簡(jiǎn)化教學(xué)，要求學(xué)生僅僅掌握基本原理，能做到直接應(yīng)用即可，而腳本的編輯由教師編寫。為便于學(xué)生在整個(gè)軟件開發(fā)過程中能夠更好地使用該平臺(tái)，平臺(tái)搭建后發(fā)布在校園網(wǎng)內(nèi)，讓學(xué)生在教學(xué)區(qū)及非教學(xué)區(qū)均能使用該平臺(tái)。平臺(tái)示意圖如圖3所示。

圖3 軟件測(cè)試技術(shù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐平臺(tái)

2.4 實(shí)踐教學(xué)實(shí)施

實(shí)踐課程分兩個(gè)階段，在兩個(gè)階段的課程安排上也有些不同，各有其教學(xué)重點(diǎn)。

在基礎(chǔ)測(cè)試實(shí)踐部分，由學(xué)生獨(dú)立完成測(cè)試實(shí)踐內(nèi)容，基礎(chǔ)實(shí)踐階段一般沿用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，先對(duì)理論部分進(jìn)行簡(jiǎn)單復(fù)習(xí)，然后進(jìn)行理論實(shí)踐，在實(shí)踐過程中以小程序或案例實(shí)施理論應(yīng)用，在這期間強(qiáng)調(diào)工具的使用。綜合實(shí)踐部分由學(xué)生分組實(shí)踐（建議4～5人一組），要求設(shè)計(jì)開發(fā)一個(gè)可運(yùn)行軟件，編寫代碼2 000行左右。以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，按照?qǐng)D1中的敏捷開發(fā)測(cè)試模型，在項(xiàng)目開發(fā)實(shí)踐過程中應(yīng)用測(cè)試?yán)碚摚腋餍〗M項(xiàng)目均在持續(xù)集成開發(fā)平臺(tái)上完成。通過禪道完成項(xiàng)目管理、測(cè)試管理、BUG管理，并通過Jenkins完成持續(xù)集成。讓學(xué)生在測(cè)試驅(qū)動(dòng)開發(fā)模式下，通過不斷迭代開發(fā)，完善項(xiàng)目軟件的設(shè)計(jì)和質(zhì)量。

另外，傳統(tǒng)實(shí)踐模式往往采用小組模式進(jìn)行，因此有不少學(xué)生總是懷疑自己能力不夠而處于一種旁觀者的位置，而技術(shù)能力比較強(qiáng)的學(xué)生又總會(huì)感覺憑他們的個(gè)人力量就能解決所有問題。所以，一個(gè)本應(yīng)該由全體成員同心協(xié)力群策群力完成的課題就變成了少數(shù)幾個(gè)人表演的舞臺(tái)。在敏捷模式下，由于強(qiáng)調(diào)結(jié)對(duì)工作，并通過項(xiàng)目分析、軟件設(shè)計(jì)、測(cè)試用例設(shè)計(jì)、編碼、單元測(cè)試、集成測(cè)試、文檔撰寫等結(jié)對(duì)工作，實(shí)現(xiàn)平等互補(bǔ)、緊密合作[8]。通過結(jié)對(duì)可以有效地讓技術(shù)力量薄弱的成員完全擺脫過去那種旁觀者的位置，并能從合作中學(xué)到許多自己不知道和不了解的內(nèi)容，從而鍛煉動(dòng)手能力。同時(shí)，結(jié)對(duì)編程是一種有效改善溝通的方法，在無形中可以培養(yǎng)學(xué)生的合作精神，結(jié)對(duì)編程使雙方容易學(xué)習(xí)到別人的優(yōu)點(diǎn)，意識(shí)到自己的缺點(diǎn)并加以改正，通過組內(nèi)成員以及組與組之間的成員相互協(xié)作相互溝通及具體的合作，順利地建立起兩者之間良好的人際關(guān)系，從而在結(jié)對(duì)編程中達(dá)到提高綜合素質(zhì)和能力的目的。

3 結(jié) 語

在軟件測(cè)試教學(xué)改革中，西南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院在壓縮已有的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，引入了敏捷測(cè)試模型，作為對(duì)軟件測(cè)試綜合實(shí)踐的模型，搭建與之適應(yīng)的持續(xù)集成教學(xué)平臺(tái)，讓學(xué)生在項(xiàng)目開發(fā)的實(shí)施過程中主動(dòng)地、自然地應(yīng)用軟件測(cè)試?yán)碚?。該測(cè)試實(shí)踐教學(xué)模式已經(jīng)實(shí)施了3屆，通過以上幾方面的改革和實(shí)踐，加強(qiáng)了軟件測(cè)試和其他軟件工程相關(guān)課程的聯(lián)系，增加了學(xué)生對(duì)于測(cè)試學(xué)習(xí)熱情，軟件測(cè)試技術(shù)的綜合應(yīng)用能力也有了較大提高。

[1] 王云. 軟件測(cè)試課程教學(xué)探索與思考[J]. 軟件, 2015, 36(7)： 129-131.

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[4] Lars Vogel.Apache Ant Tutorial[EB/OL]. (2014-03-02)[2016-09-10]. http：//www.vogella.com/tutorials/ApacheAnt/article.html.

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[7] 百度百科. 敏捷開發(fā)[EB/OL]. [2016-09-10]. http：//baike.baidu.com/view/309926.htm.

[8] 李中華, 倪明濤. 敏捷開發(fā)模式在本科計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用探索[J]. 科技信息, 2010(21)： 649-650.

（編輯：史志偉）

1672-5913(2017)03-0155-05

G642

四川省教育廳教改項(xiàng)目“基于PDCA構(gòu)建軟件專業(yè)人才工程教育體系”（14sjzl17）；校級(jí)教改項(xiàng)目“基于TDD軟件測(cè)試實(shí)踐教學(xué)研究”（14xn0023）；校級(jí)教改項(xiàng)目“項(xiàng)目和案例實(shí)踐考核導(dǎo)向下項(xiàng)目建設(shè)”（15xn0046）。

李繪卓，女，講師，研究方向?yàn)閳D形圖像、軟件測(cè)試，huizhuoli@foxmail.com。