开源软件测试实践教学方案设计

开源软件测试实践教学方案设计 摘要：基于开源的软件测试实践教学方案是软件测试实践教学的一种大胆尝试，具有示范性和推广性，北京工业大学软件学院在这方面开展了多年的实践活动。文章介绍了开源软件测试实践教学的方案、对应的大纲和具体实施情况。

关键词：开源软件；软件测试；实践教学 软件测试是软件工程的一个重要分支，是软件质量保证的重要基础。现代软件测试与传统的软件测试不一样，它贯穿软件工程整个生命周期(从需求分析、软件设计、代码开发，一直到最后测试、验收和维护)，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(如桌面软件、网络应用、信息系统、电子服务、嵌入式系统、数字娱乐等)，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。另外，软件测试是一项需具备较强专业技术、学习和创新能力的工作，软件测试人员除了需要有一定的软件测试实践经验外，必须要具有缜密的逻辑思维能力、全面的技术能力、各种测试工具的使用能力、敢想敢干的创新能力，要有较强的责任心和团队合作精神以及出色的沟通能力等专业素质。要成为一名合格的软件测试人才需要经过严格系统化的专业培养，并且在专业培养过程中一定要结合软件测试专业化的特殊要求，强调软件测试人员的工程实践能力。最后，要真正实现软件测试的工程化，其基础之一就是要有一大批支持软件测试工程化的工具，软件测试工具对于实现软件测试的工程化是至关重要的。

终上所述，我们得出结论：软件测试是一门对工程实践要求极高，对学生动手能力要求极强的软件工程核心课程。目前许多高校不同学历教育的计算机专业或软件工程专业均开设了这门课程，并配套有大量学时的实验课程和课程设计课程。社会上许多培训机构针对软件测试人才短缺、职业稳定等因素产生的就业需求，竞相开展软件测试的职业培训/职业实训。在这种前提或背景下，软件测试实践教学的实验方案设计、实验大纲制定、实验室建设，测试工具配备、以及测试活动开展等就成了高等学校和培训机构非常重视和亟待解决的问题。

1基于开源的软件测试实验方案 如何开展软件测试的实验，不同学校、不同培训机构、不同授课老师或实验指导老师都有着各自的方法和实验内容，但他们都有着大致同样的感受。这是因为：

1) 软件测试贯穿软件工程整个软件生命周期，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，需要用到多种测试技术、方法和测试类型。

2) 要建设能够让学生或受训人员全面参与这些实验或实践的软件测试实验室，特别是全面配置商用软件测试工具，这几乎是不可能的。除一次性投入满足 数十位学生同时上机进行实验或实践的要求外，经常性的升级维护费用就会让条件优越的高校或培训机构难以承受，更不要说大多数条件不优越的高等院校。

3) 如果我们完全依靠商用软件测试工具开展软件测试的实践教学，除了面太窄、投入太高外，主要是很难对在这方面取得的实践教学成果进行推广和普及。

基于以上原因，我们就要考虑是否利用开源软件资源进行软件测试实验室的建设，开源软件资源能否支持软件测试实验室的建设，基于开源的软件测试实验室能否很好地支持软件测试课程的实验教学，以及是否有配套的实验教程支持测试课程实验教学的开展。

1.1软件测试课程的系列教材建设情况 北京工业大学软件学院作为第一批国家示范性软件学院，积极面向IT产业，努力为北京服务。近几年来，学院结合北京市及学校大力开展的质量工程，以教育部特色专业建设、国家人才培养模式创新试验区建设以及北京市软件工程实践教学示范中心建设为契机，将课程建设、教材建设(包括实验教材)作为学院的一项重要工作来抓，并对精品课程建设以及配套的教材建设进行规划。结合学院的师资队伍情况，以软件工程核心课程建设为突破口，开展软件测试的精品课程建设，并与清华大学出版社合作，陆续推出软件测试系列教材——《软件测试大学教程》、《软件测试实验指导教程》以及《嵌入式软件测试实用技术》。

1.2基于实验教材的软件测试实验方案 《软件测试实验指导教程》是一个很好的基于开源软件测试工具的软件测试实验开展解决方案。尽管该教材是《软件测试大学教程》配套的实验教材，但实际上是一本独立的软件测试实验教材，覆盖了软件评测的各个环节和知识点。

该教材最突出的特点有如下几个方面： 1) 以主流的开源软件测试工具应用为基础，以实战能力培养为目的，为高等院校不同学历教育的软件工程专业和计算机相近专业开设软件测试课程提供了全方位的、并且可行或可用的实践教学方案和实践教学平台，并提供了配套的实践教学案例。

2) 该教材在设计实验教学重点和实践能力要求时，充分考虑了国内大多数院校实验教学经费有限，无法全方位引进商用软件测试工具，无法开展软件测试实验室建设的实际情况，对国内外主流的开源软件测试工具进行全面分析、研究和优选，并经过北京工业大学软件学院6轮实践教学的检验。

3) 该书的实验内容广，涉及的软件测试知识多，全面介绍开源软件测试工具。无论是教师进行实验指导，还是培训机构进行实战训练或者学生进行自学自练，都是不可多得的实验教材。 4) 该教材与国内常见的软件测试实践教材重点讲授某个或某几个商用软件测试工具的方法不同，它是以现代IT企业软件测试需求为背景，以主流的软件测试技术和方法为基础，以当前的软件测试应用为实例，全面介绍了支持各种软件测试类型的开源软件测试工具的主要功能、应用流程及实际案例，涉及到测试管理、缺陷管理、代码分析、单元测试、系统测试、性能测试以及软件综合评测等重要实践内容，所选择的开源测试软件工具覆盖软件测试的各个测试阶段和各种测试类型，保证了国内许多院校在办学条件不足，实验教学经费有限，无法全方位引进商用软件测试工具的情况下，仍然能够开设出软件测试实践类课程[1]。

2基于开源的软件测试实验大纲设计 尽管各个院校软件测试课程的设置不一样(如理论课或理论课+实验课，学时、学分等)，但由于《软件测试实验指导教程》的实验内容相当丰富、齐全和完整，且难度不一，软件测试实验大纲完全可以依据该教材中的实验内容来制定。下面我们以北京工业大学软件学院的软件测试课程为例介绍软件测试实验大纲。

北京工业大学软件学院的软件测试课程包括理论课及课程设计两部分。理论课32学时，16周完成，每周2学时，最后参加学校考试周的闭卷考试。课程设计是期末小学期2周集中进行，共60学时。

无论是理论课实验还是课程设计，都是以软件测试工具为核心，结合精心设计的测试案例，使学生从测试需求、测试环境建立、测试策略、测试技术应用、测试用例设计、测试用例执行和测试结果分析以及缺陷跟踪管理与测试报告文档撰写等方面完成实验内容和课程设计内容。

2.1理论课程的实验大纲 软件测试理论课中安排了6个学时的实验内容，包括三个方面的内容(每部分内容2学时)：代码静态检测、Java单元测试、Gtk+界面测试。其实验内容如表1、表2和表3所示。

2.2课程设计大纲 软件测试课程设计按照《软件测试实验指导教程》开设了6大类型的软件测试项目，每个类型的测试项目要求学生同时使用主流的开源测试工具，体会先进和成熟的软件测试技术，提高学生的实战能力。

类型1：以测试过程管理为主，实验重点是缺陷管理、测试管理以及缺陷管理与测试管理的集成。涉及到的开源工具主要有Mantis、Bugzilla、Testlink、Testopia等。

类型2：以程序的静态分析为主，实验内容是程序理解、代码静态分析。涉及到的开源工具主要有Oink,Eclipse PTP/CDT，以及分析Java代码的多种工具(如Findbugs、PMD、Checkstyle、Valgrind、Prefast等)。 类型3：以单元测试为主，实验内容是基于支持测试驱动开发(TDD)的单元测试框架xUnit的C/C++功能测试和C/C++及Java的覆盖测试。涉及到的开源工具主要有CppUnit、EclEmma、Gcov等。

类型4：以图形界面测试为主，基于单元测试框架对Java GUI进行测试，对网页进行测试。涉及到的开源工具主要有JFCUnit、HttpUnit、JWebUnit等。

类型5：以性能测试为主，除了继续在单元测试框架的基础上对Java应用进行单元性能测试外，重点是对Web应用系统进行整体的性能测试。涉及到的开源工具主要有p-unit、JMeter、WebLoad等。

类型6：以软件综合评测为主，对南京大学的EASTT工具进行综合应用(可辅助使用Panorama++试用版)，全面了解软件评测的思想、方法和要求。

软件测试课程设计的考核内容包括：建立测试环境，运行测试工具，编写测试例子，加载被测程序，执行测试用例，分析测试结果，撰写测试总结报告，最后登台汇报(PPT演讲)。其中，测试总结报告要求包含下述内容：

1) 包概述； 2) 测试工具环境建立； 3) 测试工具的功能和使用流程； 4) 被测软件介绍； 5) 制定测试计划，设计测试用例； 6) 测试工具的应用； 7) 开源软件测试工具与商用软件测试工具的对比； 8) 总结。 要求报告字数不少于1万字。通过撰写报告和登台PPT汇报，培养学生的逻辑思维、归纳总结、论文撰写、多媒体制作以及登台演讲能力。

整个软件测试实验(包括课程设计)十分强调软件测试工具的使用，这是因为熟练地使用软件测试工具有如下好处：

1) 提高工作效率。软件测试的工作量很大(据统计，测试会占用到40%的开发时间；一些可靠性要求非常高的软件，甚至会占到60%)；另外，测试中的许多操作是重复的、非智力性的和非创造性的，但要求准确细致。最后，那些固定