基于“互联网+”的软件测试MOOC课程建设

郑 炜，王文鹏，胡德生，刘文兴，杨喜兵

（西北工业大学 软件与微电子学院，陕西 西安 710072）

基于“互联网+”的软件测试MOOC课程建设

郑 炜，王文鹏，胡德生，刘文兴，杨喜兵

（西北工业大学 软件与微电子学院，陕西 西安 710072）

分析国内外MOOC教育的发展现状，提出采用智能选题、以考代评、课堂翻转等全新教学方法来解决现存教育模式问题，介绍基于“互联网+”的软件测试课程建设成果。

MOOC计算机； 软件工程；互联网+；课程建设

中图分类号：G642

1 国内外MOOC教育的发展现状

21世纪初以来，MOOC的兴起引起了高校的广泛关注。特别是2012年以后，美国顶尖大学陆续设立了网络学习平台，开始提供免费网络课程； Coursera、Udacity、edX三大课程提供商给学生提供丰富的网络在线课程学习机会。在全球范围内，目前已有数百万人注册参与了各类MOOC教育系统。目前已有14个国家和地区的94所大学与组织加入了Coursera，上述数字还在不断上升。这场由美国知名大学发起的教育风暴已蔓延到世界各地，我国教育部高度重视大规模在线教育，部分高校也已积极投身MOOC浪潮之中，其中，清华大学与北京大学于2013年5月加入了edX，并有多门课程上线；北京大学、上海交大与复旦大学加盟了Coursera[1]。与此同时，我国一些重点大学也正在尝试利用MOOC方式进行教学方法改革。

MOOC课程在我国各大高校的建设过程中历经多方的完善和补充，现已形成一个较为成熟的线上教学体系，其课程特征主要体现在工具资源多元化、课程易于使用、课程受众面广、课程参与自主性强等方面。同时，MOOC也使得各大高校可以在全国范围内选择最优秀的在线课程资源建设课堂教学环境，改善教学方式。此外，由MOOC引起的全国优质教育资源重组，将促进全国范围开放课程资源整合、大学课堂云平台建设、新型精品共享课建设；网络化、信息化、共享在线课程教育将使得教育传播服务方式产生前所未有的变革。

在国内最大的MOOC在线课程学习平台上，北京大学、复旦大学、中国人民大学等68所国内优秀高校已积极投入到MOOC课程的建设浪潮之中。截至目前，中国大学MOOC平台已经在诸多学科分支方向上开设了近1 100门课程[2]，其课程分布如图1所示。

图1 中国大学MOOC平台课程分布情况

由于MOOC的多数课程建设始于计算机专业，因此，MOOC对于计算机与软件工程专业的影响最为深刻。在已经收录的工程技术类课程里，计算机与软件工程专业占了很大部分。鉴于现已开设科目种类的广泛性，以及对受教群体学习需求的集中整理，我们特别开设了软件测试在线教学课程，并且以此课程为基础取得了一系列优秀的教学成果。

2 软件测试MOOC课程的教学模块设置

软件测试是一门技术性很强的专业课程，对学生专业素养要求很高。本课程兼顾培养“高级工程应用型人才”和“顶尖学术研究型人才”，在注重“基础理论+实践应用”的基础上，对测试人员职业素养养成、主流行业测试工具以及软件测试研究领域前沿技术和课题等进行探讨，一方面为学生从业后尽快适应工作岗位做好准备，另一方面挖掘学生潜能，为其进一步从事软件测试领域学术研究奠定基础。

2.1 MOOC立项

我们开设的基于MOOC的软件测试课程为软件测试技术的学习者提供前沿理论和应用实践介绍，其内容结构简明合理、层次清晰、深入浅出，注重将软件测试理论知识、技术与工程实践紧密结合，同时重点突出一个“新”字，开创性地引入促使互联网发展的新兴技术。软件测试课程于2015年获得全国工程硕士研究生教育在线课程建设项目——学堂在线（国家级MOOC项目）立项。

2.2 课程结构组成及教学模块划分

我们采用最新的信息化技术和传统教育教学相结合的方式，总结互联网教育教学和传统教育教学经验，力图解决新形势下的“互联网+”教育教学方式存在的交流互动性缺乏等问题，形成一个较为完整的教学流程和成熟的教学体系，其课程结构组成及具体应用阶段如图2所示。

图2 课程结构组成与应用阶段

1）软件测试课程网上视频教学。

现代软件测试与传统的软件测试不一样，它贯穿整个软件生命周期，涉及各种软件开发技术、应用技术以及测试技术，覆盖软件各种应用领域，面临不同的专业领域知识，所要求的投入与软件开发相比规模同等甚至更高[3]。随着科技的进步，以云计算、大数据、“互联网+”、智能移动平台为基础的各类应用也是层出不穷。针对当前新型软件应用，我们推出软件测试课程网上视频教学，采用线上教学模式，实时更新、优化教学资源。该模块主要应用在授课阶段，旨在帮助相关从业者尽快了解软件工程领域中的相关知识结构，同时优化教学资源配置。软件测试课程网上视频教学模块具体内容如图3所示。

图3 软件测试课程网上视频教学模块具体内容

2）试题生成与分析系统。

试题生成与分析系统是基于软件测试教学课程，由研发负责团队所开发的用户学习水平测试软件，其开发与应用过程涉及大数据的数据挖掘、人工智能算法等相关技术，其主要功能模块划分如图4所示。系统运用数据挖掘技术，针对学习者考试成绩的错题分布情况，分析知识盲点。同时，针对学生用户个体的知识薄弱点较快完整地生成与其匹配的测试试题。本成果主要应用在测评阶段，旨在帮助学生用户个体对知识点进行查漏补缺，巩固所学知识技能。

3）基于APP的软件测试网站。

基于APP的软件测试网站作为一个公益性的软件测试教育平台，持续接收来自各地的相关从业者以及学生用户的学习要求，并为他们提供学习机会、活动机会、教育指导，以及相应资源和服务，平台具体功能如图5所示。作为课程教学的最后一环，平台主要应用在实践阶段，旨在帮助学生用户参与应用实践，活学活用，提高学生用户的专业技能。该平台主要围绕学习、实践、完善提升3个功能板块搭建平台，旨在使受教育者能够最大限度地汲取知识，锻炼实践经验，以达到预期的教学效果。

2.3 课程建设解决的问题

基于“互联网+”的软件测试MOOC课程建设所取得的3项教学成果，经过实验阶段的考核和后期的完善改良，现已初步形成一个较为成熟的教学体系框架，同时它解决了传统教育模式中存在的一些问题，主要体现在以下几个方面：

1）解决了教育成本高、学习地点和时间不自由、共享性差的教学问题。

图4 试题生成与分析系统模块具体内容

图5 基于APP的软件测试网站模块具体内容

相对于传统教学而言，“互联网+”形势下的教育教学本身有着成本低、共享性高、学习时间和地点自由等优点，本成果将传统教学经验与信息技术优势相结合，学生个体只需要登录相应的客户端，就可以轻松拥有实时更新的视频教学，随时根据学习水平自动化定制自己的测试试卷。对于学生的实践结果，本成果通过网络平台也能给出实时性的规范化指导，利用网络的线上教育，节省了教学开支，学生个体可以不受时间、地点的限制。

2）解决了教育教学中学生的差异性问题。

在教学中，如何解决学生的差异性问题，即结合学生的不同学习情况给出不同的教育教学方案是一个重要且复杂的事情，如何定位学生的层次、如何结合学生层次给出相应教学方案一直以来都是困扰教育工作者的问题。本成果创新性地创建了基于学生个体成绩分析的试卷生成与分析系统，以及基于APP的软件测试网站。对于基于学生个体成绩分析的试卷生成与分析系统，学生个体可以通过大量的理论试卷测评审查自己的知识薄弱点，同时，系统可以自动化地生成对应的考试方案与学习建议。而对于测试移动平台软件的测试网站则是通过对学生的实际应用操作进行记录，同时对测试数据进行分析比对，从而对学生开发过程中薄弱的环节给出相应的指导。从理论到实践，实现理论和实践的紧密结合，同时针对不同学习层次学生的不同知识结构提出合理化指导与建议。此外，系统开放数据分析接口，线下教师可以根据不同学生的线上分析数据制定相应的个性化教学方案[4]。

3）提高了学生的学习兴趣。

多年的教学活动显示，提高学生的自信度是提高学生学习兴趣的一个关键因素。本成果从视频教学到理论和实践指导平台均采用循序渐进的指导与教学方式，教学前采用简单入门教学方式，目的是提高学生的自信度；后期根据学生以往的测试数据和学习进度可以适当提高难度，系统不定期划分学习小组，以小组平均成绩为基础进行竞赛，以提高学生的学习竞争意识。同时线下可以通过学生的测试数据对学生学习心理和学习习惯进行指导，以便使学生树立良好的学习观，让学生轻松进阶，在乐趣中学习。

4）在师生间建立了良好的沟通渠道。

传统的基于互联网的教育教学缺乏有效的相互交流，本成果利用线上线下两种教学模式，学生个体线上听课时，可以及时反馈学习意见，系统可以统计学生反馈的意见提供给线下授课教师，增强师生之间的交流互动。

2.4 基于“互联网+”的软件测试MOOC课程建设的成果创新点

在“互联网+”快速发展的大环境中，MOOC课程教学已经成为了一种颇受欢迎的教育模式。我们巧借MOOC之石攻玉，自主创新，成功建设了基于“互联网+”的软件测试MOOC课程[5]。与以往的MOOC课程建设相比，此次建设成果在多个领域上实现了创新，具体如下：

1）线上线下两种教学方式结合，提供给学生个体一个全方位的学习平台。

本成果利用互联网技术的诸多优点，结合传统教育教学的经验，提供一种线上线下教学方式相结合的新型教学模式，一方面线上收集来自每个学生个体的实时学习信息，另一方面线下根据收集数据完善教育教学计划，最终为学生用户个体搭建一个“O2O双向教学模式”的学习平台。

2）理论学习与实践学习相结合，注重实践精神。

MOOC课程建设收获的网上教学视频、试卷生成与分析系统以及基于APP的软件测试网站3者相互补充，不仅可以提高学生个体的理论基础知识，也可以提高学生的动手实践能力。同时系统鼓励学生参加软件开发规范化竞赛，通过“以赛代练”的方式着重培养学生学以致用的实践精神。

3）注重将学生的学习水平分层，将学生个体的知识结构进行分层。

首先，本成果制定的系统可以根据不同学生的学习进度自动生成不同水平的测试试卷，注重学生的不同学习水平，根据学生个体的知识结构差异，定制不同知识结构的试卷。其次，可以根据系统的反馈数据，线下对不同学生的不同知识结构给出个性化的指导。

4）依托精品课程资源，引入数据分析技术。

本成果依托软件测试、基于模型的软件验证与测试、软件工程等精品课程资源，起点较高，受益面广。同时结合数据分析技术，真正定制属于自己的个人教学方案，摒弃了传统网络教学中的资源冗余。

3 MOOC课程建设成果的推广应用效果

基于“互联网+”的软件测试MOOC课程所收获的3项教学成果，充分利用和结合了信息技术的共享性与可永久存储性等特点，在提高教育资源共享性的同时，大大降低了教育资源的成本。在学生用户和授课教师的一致努力下，现已经取得了较为良好的推广应用效果。

1）视频点击量不断增加，在线学习总时间增多。

教学成果中实时更新的教学课程是基于数据支撑的，其中主要数据来源于试卷生成平台，通过利用数据分析技术找出学生普遍存在的薄弱知识点并进行有针对性的网络视频教学授课，同时线下进行针对性的辅导教学，明显提高了学生的综合知识水平，大幅节省了教学开支；此外，学生可以随时随地共享网络视频资源。

2）提高了学生的学习积极性，激发了学生的学习兴趣。

研究成果表明，在线的特色讲堂、渐进性的试题测试以及APP开发软件测试，提升了学习积极性比较差的学生的自信心；此外，本成果在在线课程中提出的分组学习且最后以小组平均成绩竞赛的方式，极大地提高了学生的团队意识，增强了学生的实践积极性[6]。

3）线上线下相结合的教学方式摒弃了传统教学方式的“一视同仁”。

传统教育教学存在着不知道如何定位学生学习层次水平的问题，本成果通过分析测试平台数据，对学生层次水平进行定位，并给出不同的指导方案，实现线上线下相结合，因材施教，同时也注重学生的不同知识结构水平，从而提高了学生的学习积极性，得到了学生的一致好评。

4）基于APP的测试网站建设提高了学生的实践积极性。

特色的APP测试网站针对目前比较热门的移动开发技术给出规范化指导，提出渐进性的指导方式，结合偏理论分析的试卷生成系统，给出不同学习层次学生不同种类的指导。经过长时间的调查发现，本成果可以普遍提高不同学习层次学生的成绩[7]。

5）成果应用范围不断扩大，目前成果所用模式使得改革力度不断扩大。

成果提出的“线上线下教育、因材施教、实践与理论结合”的教育方式，一方面，要求对传统教育教学方式和传统互联网教育方式中存在的问题进行改革；另一方面，通过充分吸收两者的优势，使软件工程教育改革逐步开展，应用范围不断扩大，实现接受知识人群从软件工程专业学生拓展到软件工程专业爱好者。

[1] 中国工程教育认证协会秘书处.工程教育认证工作指南(2013版)[Z]. 2013.

[2] 徐晓飞. 抓住MOOC之机遇促进计算机与软件工程专业教学改革[J]. 中国大学教学, 2014(1)： 1-3.

[3] 郑炜. 软件测试[M]. 西安： 西北工业大学出版社, 2011.

[4] Myers G J. 软件测试的艺术[M]. 3版. 北京： 机械工业出版社, 2012.

[5] 教育部高等教育教学评估中心. 2013年工程教育专业认证交流研讨会会议资料[Z]. 2013.

[6] Pearson VUE[EB/OL]. (2013-02-16)[2013-06-08]. http：//www.pearsonvue.com/.

[7] Coursera [EB/OL]. (2013-02-25)[2013-07-25]. http：//www.coursera.org/.

（编辑：彭远红）

G642

1672-5913(2017)03-0013-05

国家自然科学基金项目（61402370）。

郑炜，男，副教授，研究方向为软件测试与验证、云测试、大数据应用与验证等，wzheng@ nwpu.edu.cn。