工程认证与“三创”背景下集中实践性课程教学改革探索——以软件质量保证与测试课程设计为例.pdf

第 22卷 第 10期2023年 10月Vol.22 No.10Oct.2023软 件 导 刊Software Guide工程认证与“三创”背景下集中实践性课程教学改革探索以软件质量保证与测试课程设计为例陈佳丽，陈晓洁，曾志宏，游德有（龙岩学院 数学与信息工程学院，福建 龙岩 364012）摘要：针对软件工程专业集中实践性课程在教学过程中存在的不足，分析背后成因及需解决的痛点问题，引入创新、创业、创造的“三创”教育元素，并结合工程教育认证需求，提出可操作性的教学改革举措。以软件质量保证与测试课程设计实践课为例，从重新明确毕业要求观测点、改进团队合作方式、选取有针对性的考核内容、制定多元考核评价方法等方面，阐述教学改革探索历程，最后对达成度进行计算、分析与评价，阐明改革的有效性。关键词：软件工程；集中实践性课程；“三创”教育；工程认证；达成度分析DOI：10.11907/rjdk.222387开 放 科 学（资 源 服 务）标 识 码（OSID）：中图分类号：G642 文献标识码：A文章编号：1672-7800（2023）010-0221-04Exploration of Teaching Reform of Centralized Practical Courses under the Background of Engineering Certification and“Three Innovations”Taking Software Quality Assurance and Testing Course Design as an ExampleCHEN Jiali，CHEN Xiaojie，ZENG Zhihong，YOU Deyou（School of Mathematics and Information Engineering，Longyan University，Longyan 364012，China）Abstract：In view of the shortcomings in the teaching process of centralized practical courses for software engineering majors，the underlying causes and pain points that need to be solved are analyzed in this paper，the educational elements of innovation，entrepreneurship and creation are introduced，with the needs of engineering education certification，operational teaching reform measures are proposed.Taking Software quality assurance and testing course design as an example，the exploration process of teaching reform is expounded from the aspects of re-defining the observation points of graduation requirements，re-improving the way of teamwork，re-selecting targeted assessment contents，re-formulating multiple assessment and evaluation methods，etc.，and finally the achieving degree of the course is calculated，analyzed and evaluated to clarify the effectiveness of the teaching reform.Key Words：software engineering；centralized practical course；“three innovations”education；engineering certification；achieving degree analysis0 引言自2016年6月我国正式加入 华盛顿协议 成为第18个会员以来，工程教育认证就成为了我国高等教育的重要组成部分。近年来，工程教育认证在培养国际化人才及工程技术人才中发挥了巨大作用1。2019年3月10日，习近平总书记在参加十三届全国人大二次会议福建代表团审议时，首次提出“创新、创业、创造”的概念，预示着由“双创”向“三创”升级的新形势的出现，创新、创业、创造的“三收稿日期：2022-11-23基金项目：福建省本科高校教育教学改革研究项目（FBJG20210190）；福建省中青年教师教育科研项目（科技类）（JAT220362）；龙岩学院第八批校级教育教学改革研究项目（2022JG11，2022JG23，2022JG25）作者简介：陈佳丽（1983-），女，龙岩学院数学与信息工程学院讲师，研究方向为软件测试、群体智能优化算法、软件错误定位与修复；陈晓洁（1984-），女，龙岩学院数学与信息工程学院讲师，研究方向为基于搜索的软件工程、信息安全；曾志宏（1982-），男，龙岩学院数学与信息工程学院副教授，研究方向为网络安全、人工智能应用；游德有（1979-），女，龙岩学院数学与信息工程学院讲师，研究方向为图论及其应用。2023 年软 件 导 刊创”教育被上升到国家实施创新驱动的发展战略层面2。为满足社会发展和技术革新对应用型“三创”人才的需求，面向工程教育认证及“三创”教育的指示与有关规定，高校各专业在人才培养模式构建及人才培养方案制定方面纷纷进行了尝试，并积极付诸行动，取得了一定成效3。实践性课程在软件工程专业课程体系中占据着重要地位。在龙岩学院软件工程专业课程设置中，此类课程的学分约占总学分的41%，主要包括课程实践性课程和集中实践性课程两类。其中，课程实践性课程主要是指配合理论教学，与相应理论课同步进行的课内实验课，此类课程侧重培养学生分析和解决问题的技能。集中实践性课程则主要包括：实习、实训、课程设计、毕业综合训练及创新创业创造实践等模块，此类课程可提升学生的实践经验以及团队协作与组织管理等方面能力，在专业学习中有着重要地位，也是培养学生兼具良好团队协调能力、创新能力和终身学习能力的重要举措4。本文主要针对集中实践性课程中存在的不足，在工程教育认证的基础上，引入创新、创业、创造的“三创”教育元素，提出三创教育与思政教育相结合的有针对性、操作性强的改革措施，并以课程设计模块中的软件质量保证与测试课程设计为例，从重新明确毕业要求观测点、改进团队合作方式、选取有针对性的考核内容、制定多元考核评价方法等方面，阐述教学改革探索历程，最后通过达成度计算与分析，总结课程改革成效。1 课程存在的问题软件质量保证与测试课程设计是在学生完整学习完软件质量保证与测试理论课后，进行的一次全面的综合性实训5。借由实践进一步理解软件测试的基本概念与技术，思考运用黑盒测试和白盒测试方法设计测试用例过程，并利用工具进行一定的自动化测试，以锻炼学生编写复杂测试脚本的能力，为日后投身该专业领域工作以及作进一步研究奠定扎实的根基6。本集中实践性课程设计过程中存在的不足如下：1.1实践形式过于传统当下，课程设计的实践形式通常为在实践正式开始前，由指导教师对实践课程的目的、内容、任务及要求等进行讲解，学生以小组合作的方式展开实践活动，待一周的实践结束之后，学生再将课程设计的实验报告按要求整理成册并提交7。这种传统的实践形式及授课模式无法锻炼学生主动思考的能力，往往因受限于教师提出的要求而无法激发其学习兴趣和主动性。1.2考核方法单一本实践课程的考核成绩一般由课内出勤成绩的30%和学生个人课程设计报告成绩的70%两项构成。该方式计算总评成绩的弊端之一在于没有阶段性的评审与考核8，无法体现课程设计过程中学生的各种表现，如动手实践能力、小组协同工作能力及创新创业意识等；弊端之二在于无法从根本上挖掘出具有自主钻研意识和主动学习意识的学生，难以达到集中实践性课程设计的教学目标。1.3学生参与度低本实践课以团队分工协作的方式进行，对所选的被测系统进行项目概述、测试计划书撰写以及静态代码测试、白盒测试、黑盒测试、界面测试、自动化测试等一系列实践。课程的综合性较强，要求较高，涉及到的测试内容也相对较多，再加上部分学生对前一学期所学的理论知识有所遗忘，导致在实践过程中出现畏难情绪，积极参与的学生比例偏少。2 教学改革路线与实践针对以上问题，结合工程教育认证理念，以“明确毕业要求观测点”为导向，以“改进团队合作”为中心，以“选取考核内容”、“制定多元考核方式”、“积极鼓励创新创业创造”并不断“融入课程思政”为持续改进的方向，对本课程进行改革探索。具体教学改革路线如图1所示。2.1明确毕业要求观测点“成果导向”是工程教育认证的理念之一，围绕着这一理念方针，课程团队教师重新审视了该课程设计的毕业要求观测点，在反复推敲、讨论的基础上9，确立了如表1所示的课程毕业要求观测点及毕业要求指标点。2.2改进团队合作方式“以学生为中心”是工程教育认证的另一理念，围绕着这一理念方针，考虑到在为期一周的课程设计实践活动中学生参与度偏低的现象，针对课程设计分组方式及分工内容两方面分别进行改进10。在分组方式上，以“学生自由组合”为主，以“教师适当把控”为辅，允许学生跨学号、跨宿舍、跨专业方向及兴趣爱好进行组队，每组选出一名组长，负责任务协调、进度督促等工作。在分工内容上，同组多元考核方式选取考核内容 三创 教育融入课程思政持续改进明确毕业要求观测点以成果为导向改进团队合作以学生为中心 Fig.1Route of teaching reform图1教学改革路线 222第 10 期陈佳丽，陈晓洁，曾志宏，等：工程认证与“三创”背景下集中实践性课程教学改革探索学生既可按被测系统模块进行分工，又可按课程设计任务模块进行分工。不管选用哪种方式，在实践结束后，每位学生均需提交以自己所做任务为核心的课程设计报告书，以体现各自的工作量。上述改革将分组自由和分工自由交还给学生，从而充分发挥主体学习的自觉性及自律性，真正做到“以学生为中心”。2.3选取考核内容并融入课程思政结合软件工程专业特色，考虑到课时分布的问题，软件质量保证与测试理论课程安排在第五学期，而软件质量保证与测试课程设计则安排在第六学期，这样的安排会导致部分学生在课程设计期间对前一学期所学的知识有所遗忘，重新复习则需要花费一定时间。这就要求授课教师在挑选考核内容时，要全面考虑到学生的具体情况，既不可太复杂，又不能太简单，而应当有目的性地作出选择，并加以实践。虽然软件质量保证与测试课程设计只有为期一周的授课及实践时间，但课程思政的引入依然必不可少。通过重新确定课程设计的毕业要求观测点，结合集中实践性课程特点，课程团队教师也进一步明确了该课程思政建设的目标和方向11。通过引入实际案例，持续融入并不断优化课程思政教学内容设计，在授课及实践过程中向学生传递正确的人生观、价值观和学习观，使学生在一次次正能量中感受到学习的乐趣，从而激发学习兴趣，最终达到实践的目标要求。表 2 给出了根据课程思政元素设计的案例。2.4鼓励并允许创新创业创造随着“双创”教育向“三创”教育升级的新形势出现，作为正处于转型发展中的应用型本科院校，更应该在“大众创业、万众创新”的浪潮中承担起应有的责任，通过人才队伍培养模式及课程改革，加速培养极具创新精神、创业本事和创造技能的“三创”专业人才，使学生能更好地满足社会需求，为社会发展提供强而有力的支撑12。鉴于此，以提升学生分析力、创造力及创新创业能力为导向，在本课程设计实践活动开展的课前、课中、课后，课程团队教师都适时地对学生进行了积极的动员，采取的具体措施包括：鼓励学生参加各类“三创”竞赛13、构建“三创”虚拟仿真实验链及构建包含“三创”教育和学科竞赛在内的多元考核方式，以此提升学生的创新创造能力，达到育人目标。近年来，学生参与“三创”有关竞赛及大学生创新创业训练计划项目的人数和团队数量与日俱增，通过竞赛和项目的历练，提升了参与者的创新创造能力，也培养其具备一定的职业素养。2.5制定多元考核方式为体现课程的综合效果并判断学生的学习能力，重新制定了全面、客观、多元的考核方式，该考核机制不仅重视考核结果，更重视学习过程14。以“学生能力产出”理念为出发点，改革后的总评成绩由课内阶段性考核和实践结束后的期末考核两部分组成，分数各占50%。其中，阶段性考核主要包括基本考核和课外考核，其中基本考核主要包括出勤和每日任务完成情况，课外考核重在对学生参加各类“三创”竞赛及课程思政方面的考核；期末考核则主要包括个人的课程设计报告书及团队的现场答辩情况。3 改革成效分析3.1课程达成度评价结果本轮课程改革于 2022 年在 2019 级软件工程本科班（48人）开展，结合2.5节重新制定的多元考核方式，统计了实践课的课程达成度情况。3个毕业要求观测点的最终达成值分别为：0.788、0.797 和 0.842。具体评价结果如表 3所示。Table 1Correspondence between graduation requirement observation points and graduation requirement indicator points表1毕业要求观测点与毕业要求指标点对应关系毕业要求观测点1：通过实践，对所选系统分别进行代码的静态测试、白盒测试、黑盒测试、用户界面测试及自动化测试，设计用例数据，编写要求的测试文档，完成个人课程设计报告2：运行系统并通过课程设计答辩，讲解运行结果，统计课程设计期间设计的总测试用例数以及发现的缺陷数，说明各自的特色和创新之处，并如实回答教师的提问，对实验结论进行剖析3：以团队合作的形式对所选系统进行实践和测试，要求各小组成员不但要分工恰当，而且要相互合作，培养互帮互助的团队协作精神毕业要求指标点1：具备搜集和分析数据、规范表述实验过程的能力2：能安全、可靠地实施实验，严谨地搜集实验数据，如实地记录实验结果并进行剖析和解释，通过分析给出恰当、合理的结论3：具备小组协作精神，能与其他成员进行有效交流，共同开展工作Table 2Ideological and political cases of curriculum表2课程思政案例实践模块黑盒测试白盒测试自动化测试软件缺陷管理知识点等价类划分边界值场景法代码审查逻辑覆盖准则静态代码分析性能测试缺陷数据分析思政元素团队协作职业道德底线辩证思维职业规范精益求精职业规范爱国爱校情怀辩证思维融入案例组建测试团队“59岁现象”实事求是、一切从实际出发Java编程规范软件测试技能大赛Java开发手册IT行业的快速发展多维度、多视角的缺陷数据分析与管理Table 3Goal achievement value evaluation results表3目标达成值评价结果毕业要求观测点123评价内容课程设计报告课程设计报告课堂表现和课外考核现场答辩目标分值5050100100实际平均分39.3939.8783.7184.59支撑权重0.50.50.50.5目标达成评价值0.7880.7970.842 2232023 年软 件 导 刊3.2课程达成情况分析根据表3的测评数据可以看出，毕业要求观测点1的目标基本达成，学生基本掌握了实践环节中涉及的基本知识，如静态测试、动态测试、黑盒测试和白盒测试等，并能规范书写课程设计报告书；毕业要求观测点2的目标基本达成，学生基本具备分析问题、解释实验结果的能力；毕业要求观测点3的目标达成，学生具备一定的小组团队协作能力、解决复杂问题的能力及创新能力。3.3改革成效对比分析该改革方案于2022年首次进行试点，表4给出了改革实施前（2021 年）和实施后（2022 年）的总评合格率、“三创”竞赛数量及课程设计报告书书写规范比例等成效对比数据。由表 4可以看出，通过改进团队合作方式，增强了学生的团队合作意识，大幅提升了其书写课程设计报告书的能力；通过融入“三创”教育及课程思政元素，提升了学生的自主创新及实践能力；通过多元的考核形式，提升了学生学习的主观能动性及综合素养。4 结语通过对软件工程专业集中实践性课程中存在的问题进行分析，面向工程教育认证需求和“三创”教育背景，对软件质量保证与测试课程的设计实践课进行了教学改革探索。实践结果表明，该项举措能有效提高学生学习的主观能动性，很好地锻炼了其团队合作及组织管理等方面能力。在新工科建设环境下，对培养符合社会需求的综合性应用型拔尖创新人才及工程技术人才有一定的促进作用。参考文献：1 ZHANG W.Construction of university talent cultivation system driven by engineering education accreditation J.Journal of Science and Education，2021（4）：75-77.张望.工程教育认证驱动下的高校人才培养体系建设 J.科技文汇，2021（4）：75-77.2 ZHANG X，LIU Y W，YIN D，et al.Research on the reform of curriculum system and teaching content of computer speciality for the talents cultivation of“three innovations”J.Software 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J.黑龙江科学，2022，13（11）：27-29.（责任编辑：黄健）Table 4Comparison of the results before and after the implementation of the reform表4改革实施前后成效对比学年2021年2022年总评合格率/%97.499.5“三创”竞赛数量挑战杯815大创项目1015程序类竞赛2535课程设计报告书书写规范比例/%8595 224