基于TPACK 和翻转课堂的软件测试教学模式改革*

杨彩 李亚 （南阳师范学院计算机科学与技术学院）

软件测试是计算机科学的一门重要基础课，对提高学生的软件测试能力起着至关重要的作用。随着课程的进展我们也发现了一些问题，诸如理论和实践脱节、教学模式僵化、学生兴趣低下等。对于软件测试的课程改革，很多学者进行了各种尝试，新教学方法不断提出。为了解决软件测试教学过程中存在的问题，本文提出将TPACK 教学理念和翻转课堂教学模式引入软件测试教学过程中。TPACK 教学理念是指整合技术学科的教学知识，包括学科内容知识、教学方法知识和应用技术知识等。基于TPACK 和翻转课堂的软件测试复合教学模式，主要内容是教师录制教学视频上传到课程平台上，引导学生利用业余时间参加课程学习；在授课过程中着重讲解重点和难点，对于基础知识部分的理解交给学生自主学习；开展小组讨论，提高学生的主动学习能力；注重教师综合素质和能力的提升，为课程顺利高效开展提供保障。实践证明，该模式教学效果较好，提升了教学质量，学生的软件测试综合能力也得到提升。

一、软件测试课程教学中存在的问题

（一）教师教学理念陈旧，学生学习兴趣不足

软件测试课程的实践性强，测试技术发展非常快。为了适应课程发展需要，任课教师亟须引入新的教学理念。当下的教师授课中，很多人采用传统教学方式，导致学生学习兴趣不足，学习效果不理想，无法取得预期的教学效果。[1]为了解决学生学习兴趣下降与学习动力不足问题，需要对软件测试课程教学模式进行改革与创新。

（二）偏重专业知识讲授，忽视综合素质培养

当下的软件测试课程中，许多教师注重传授专业基础知识和技能，忽视人文素质教育。教学中缺乏人文的价值引领，使学生只关注专业知识学习，不利于培养学生的综合素质。要引导学生在掌握软件测试技术的同时，形成正确的世界观、人生观、价值观，让学生树立科技强国的理想。

（三）教学内容更新不及时，考核方式落后

软件测试过程主要是进行软件的测试设计、执行与分析，实践性强。企业实际应用过程中，技术更新换代快，这就要求软件测试的授课内容要做到及时更新，而我们的教学在这个方面亟待加强。在课程的考核方式方面，很多教师依旧采取单纯的试卷考核方式，只注重理论知识，对于实践重视不够。因此，对课程考核方式应积极进行创新与改进，要将专业知识的讲授和实践能力培养进行更好地融合。

二、基于TPACK 和翻转课堂的软件测试复合教学模式

（一）TPACK 框架

TPACK（Technological Pedagogical Content Knowledge），即整合技术的学科教学知识。TPACK 框架包含三个核心元素：内容知识（CK）、教学知识（PK）和技术知识（TK）。它包括四个组成部分：教学与内容知识（PCK）、技术和内容知识（TCK）、技术和教学知识（TPK）、技术教学知识集成（TPACK）。[2]TPACK 框架如图（1）所示。

TPACK 有利于提高授课老师掌握与运用信息技术的能力，教师的TPACK 技能是未来必备的授课能力。TPACK 框架涉及的学科内容、教学法与技术等三种知识要素，其并不是这些知识的简单叠加，而是把技术融入学科内容的讲授中。

（二）翻转课堂

翻转课堂指的是重新优化课堂内外的学习时间，把学习的主动权由任课教师转移到学生。教师确定授课目标后，按照教学内容和目标发布教学相关视频，引导学生利用网络方式进行自主学习。学生通过预习掌握课堂内容。课堂内的授课时间主要解决学生预习过程中遇到的问题。对于基础知识部分，教师不用拿出专门的时间进行讲解，这些知识交给学生课前进行预习。[3]可以通过学习平台上传的视频、PPT、电子案例等，在线与同学交流，随时随地查询资料。

（三）软件测试课程的复合教学模式

结合TPACK 和翻转课堂的特点，将二者与软件测试课程教学进行结合，对软件测试教学模式进行改革。在该教学模式中，任课老师的引领作用继续得到重视，同时使用个性化教学方法来调动学生的学习积极性。

该复合教学模式结合TPACK 框架的三个基本要素和四个复合元素，将这种模式融入软件测试教学过程中，创造性地提出基于TPACK 学习理念，提升软件测试课程教学质量的方式方法。作为软件测试课程的教师，对课程质量起着关键作用。根据图（1）可以分析软件测试教师的知识结构，如表1 所示。

图1 TPACK 框架图及其组成要素

表1 软件测试教师的知识结构

TK、PK、CK 三大核心要素不断变化，教师需要有效地理解这三个要素与教学之间的动态平衡。在TPACK 集成框架下，教师可以利用网络系统、智能设备等手段，将技术要素有效地集成到教学设计中。[4]

三、模式实施策略

软件测试复合教学模式，将翻转课堂方法与TPACK 方法引入到软件测试课程中，把授课内容进行二次更新，结合业界最新发展成果，对教学内容进行丰富和调整。该教学模式可以根据学生具体情况，创建个性化软件测试环境，将学生积极吸引到授课过程中。

（一）授课方式改革

该教学模式分为课堂授课和实践教学两个方面，课堂授课引入案例教学法，使得学生主动学习，对授课内容产生兴趣，增强学生参与感。实践教学过程中，在老师指导下，学生可以有针对性地规划课程学习，掌握学习主动权。任课老师则采用个性化教学方法，辅助学生进行软件测试课程的学习。

软件测试任课老师根据已定的教学任务和目标，突出每次授课的重点和难点，将可以扩展的方面及时上传到学习平台，方便学生主动学习。学生自由组合成不同的小组，由组长负责，组长类似软件测试项目经理角色。由组长分配任务，学生按照任务来预习课程内容，有的放矢，这样预习的效果会更加显著，上课效率也会更高。[5]

（二）增强学生参与性

教师授课过程中，积极吸纳学生的课前预习成果，主动邀请学生加入教学过程中来，组织部分学生进行专题交流。这样也方便各个小组之间进行信息交流和沟通，通过相互提问题答问题的互动方式，强化学生对软件测试知识的学习和研讨。

根据软件测试流程进行课程设计，按照测试计划、测试用例设计、测试执行和测试报告等，开展教学活动。根据软件测试教学大纲，制定合适的教学目标，任课老师按照学生预习情况进行知识讲授，可以提升教学效率。同时，将学习任务分配给小组内的成员，吸引学生以团队方式进行探究式学习，协作完成完整的软件测试学习任务。这样的学习流程不但可以提高学生自主学习能力，还能够培养团队合作精神与领导能力。

（三）重视课后辅导

软件测试授课过程包括组织预习、授课和课后辅导，课后辅导可借助多样化的形式进行。在完成课堂授课后，教师督促学生继续学习，深化对所学知识和技能的理解，并善于综合利用在线课程资源。在软件测试课程学习平台上，学生能够通过PPT 温习课堂授课内容，参考测试用例、测试脚本、测试报告等教学资源。

学生在课程平台上可以发帖进行讨论，也可以对其他同学的求助进行回答，这样的互动可以帮助同学进行主动学习。在平台上学生可以和任课教师及时沟通，对于共性问题授课教师可以主动开辟专栏进行专门讲解和回答，在关键节点上对学生的学习进行有效指导，这样可以大大提升学生学习的效果和质量。[6]

（四）改进考核方式

对于软件测试课程的考核，也要适当进行改革。为了更加有效激励学生，对课程考核方式进行改革，将教学的各环节都赋予一定的分值，优化考核的标准。考核环节包括：（1）预习情况考核，此环节包括课前准备情形、课堂讲解情况及团队创新情形；（2）课堂授课考核，此环节是重点，要重点考核学生课上表现情况、回答问题情形、小组探讨情况；（3）继续学习环节考核，此环节重点关注学生自主学习情况、知识巩固情况、在线沟通情形等；（4）团队协作能力，此环节旨在鼓励学生更多地进行团队合作，提升组织领导能力，提高合作效率。

综合考核方法对学生的全程学习进行关注，成绩更多地体现在平时学习过程中。同时关注实践动手能力和团队协作精神，这是使学生未来走得更远的基础。

（五）实施效果分析

针对基于TPACK 和翻转课堂的软件测试复合教学模式，我们采用教学实验法、问卷调查法与访谈法，按照定量和定性相结合的协同评价方式，论证该教学模式在软件测试授课中的应用效果。研究对象是计算机专业三年级学生，可以代表基本学情。为确保实验数据的准确，对实验班级的选取进行了认真筛选。试验前，实验班与控制班的软件测试水平基本相当，班级成绩相差不大，选择这样的班级进行教学模式效果测试，试图根据测试后的数据收集来验证新教学模式的效果。

根据问卷调查情况和访谈数据进行分析，结合考试成绩与实验过程中学生的实际表现进行对比。调查问卷的数据分析显示: 91.2%的实验班学生对该教学模式持正面积极的态度（非常喜欢或喜欢），并对软件测试考试成绩表示满意。对收集的数据进行分析，实验班94.3%学生赞同继续使用该复合教学模式。参与调查的所有学生均认为信息化技术与传统讲解方法结合，可以减少软件测试传统课堂的枯燥乏味情况，提升学生学习兴趣。微课等在线资源的提供，则给了学生更多的学习机会和条件。

数据分析过程中也发现一些不足。问卷调查结果显示，仍有大约5.3%的学生对基于TPACK 和翻转课堂的复合教学模式持否定态度。通过访谈和分析，找到了他们无法适应新模式的原因：（1）微课内容丰富，术语较多；（2）受传统教学模式影响，对任课教师过于依赖，自学能力不足。

总之，TPACK 和翻转课堂相结合的教学模式，对于软件测试课程的教学改革提供了很好的思路。不但对知识的讲授环节进行了细化和升级，更能吸引学生主动加入软件测试教学过程中。这充分体现了以学生为出发点和落脚点的精神，能够有效激发学生主动学习的热情，增强主观能动性。对于任课教师来说，可以有更多的时间和精力进行教学方法改革，更加有利于提升教学效果和质量。通过角色转变，学生主动学习积极探索，学习态度和团队合作积极性充分提高。通过整理收集的数据，实验班与对比班的测试表明，新教学模式比传统教学模式取得了更好的教学效果，学生的软件测试综合素养得到较大提升。该教学模式的适用性较强，教学效果良好，值得在其他计算机类课程中推广应用。