基于Python的高职软件测试实践课设计
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摘要：Python是人工智能领域重要编程语言之一，是高职计算机相关专业一门新兴课程。软件测试课程理论抽象、实践操作性较强，使用Python为软件测试课程设计教学案例，加深学生对软件测试重要概念的理解;同时，使用Python设计典型的测试用例，培养学生动手实践能力，提高教学效果。
关键词：软件测试;Python;课程设计
中图分类号：TP311;G712 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）02-0095-02
2018年4月，教育部印发了《高等学校人工智能创新行动计划》，提出：加强人工智能领域专业建设。推进‘新工科’建设，形成‘人工智能+X’复合专业培养新模式。根据《普通高等学校高等职业教育（专科）专业设置管理办法》，教育部确定了“人工智能技术服务专业”为2019年度新增专业。该专业人才就业方向“从事人工智能产品的开发与测试、数据处理、系统运维、产品营销、技术支持等工作。”高等职业教育阶段培养社会应用型人才为主，计算机及相关专业在课程设置、教学设计、实训实践等环节应积极向人工智能方向靠拢。随着人工智能行业的迅速发展，人工智能主流语言Python语言也成为高等职业院校人工智能专业的必修课之一。
在软件开发项目中，软件测试工作量往往占软件开发总工作量的40%以上[1]。而在软件开发的总成本中，用在测试上的开销要占30%～50%。《軟件测试》课程是一门理论抽象、实践性很强的计算机专业课程。课程体系设计时，应融入人工智能的理论及实践环节的操作[2]。
1 基于Python的软件测试课程教学目标
基于Python的软件测试教学实践课，需要学生已经学习并且基本掌握Python语言编译运行、能够编写结构化程序代码、调用模块、理解面向对象的思想。
Python语言有强大的编程能力、良好的可移植性以及丰富的类库。Python在软件测试中可以用于编写测试用例、自动化测试模块调用。
在软件测试课程中，渗透Python语言的模块调用、编写测试用例，使学生在掌握软件测试基本测试方法、测试步骤的同时，巩固已学的Python知识，并加以应用。
2 Python软件自动化测试
软件测试课程中，十分重视模块独立性，强调“高内聚、低耦合”。在模块独立性讲解过程中，引入Python语言自带的测试模块帮助学生理解模块的概念及应用。例如，C++语言单元测试由CPPUnit类实现，Python语言由PyUnit模块实现[3]。PyUnit是基于JUnit和XUnit开发的单元测试框架。该框架提供了统一的方法测试由Python语言开发的软件，同时，提供了图形用户界面，提高单元测试的可用性。
白盒测试中，根据测试程度由弱到强，分别有：语句覆盖、判断覆盖、条件覆盖、判断/条件覆盖、条件组合覆盖、路径覆盖。Python程序使用Coverage.py工具进行代码覆盖率测试。该工具提示程序已经执行的部分，然后对数据进行分析，确定未被执行的代码。根据未被执行的程序，增加未覆盖语句的测试用例，提高了软件测试的质量。
3 软件测试Python实践课设计
三角形问题是软件测试中的一个典型案例，使用Python设计测试用例具有较强的教学实践意义。
3.1 三角形分类程序的测试方案的设计
读入三个整数值代表三角形的三条边的长度，程序判断这三个值能否构成三角形，如果能够，则输出三角形是等边、等腰或任意三角形的分类信息。综合使用边界值分析、等价类划分和错误推测等技术为此程序设计测试用例。第一步，确定测试策略。由于被测程序已有明确的要求，判断能否构成三角形，如能构成，则再判断能构成等边、等腰或任意三角形哪一种。首先运用黑盒测试法设计测试用例，然后再用白盒测试法验证其完整性，必要时再补充测试用例。第二步，在黑盒测试中首先要用等价类划分法划分输入等价类，然后用边值分析法和错误推测法作补充。 测试用例设计如表1所示：
3.2 三角形问题的分析
三角形问题接受三个整数a、b和c作为输入，作为三角形的边。程序的输出是：等边三角形、等腰三角形、不等边三角形和非三角形。整数a、b和c必须同时满足以下条件：f1：a>=1、f2：b>=1、f3：c>=1、f4：a<b+c、f5：b<a+c、f6：c<a+b。如果输入值没有同时满足条件f1、f2、f3，提示“输入有误，请重新输入。”如果输入值满足条件f1、f2、f3，但是不能同时满足条件f4、f5、f6，则程序输出“非三角形”。如果输入值同时满足以上所有条件，则给出三种的输出结果之一：1）如果三条边相等，则程序输出“等边三角形”;2）如果两条边相等，则程序输出“等腰三角形”;3）如果没有两条边相等，则程序输出“不等边三角形”。
3.3 三角形问题的Python代码实现
#！/usr/bin/python
# -*- coding： UTF-8 -*-
flag=False
IsATriangle = False
’Step1： Input a，b，c
a = int（input（'a='））
b = int（input（'b='））
c = int（input（'c='））
if （a>=1） and （b>=1） and （c>=1）：
flag = True
’Step2： Isnot a Triangle？
if （a<b+c） and （b<a+c） and （c<a+b）： IsATriangle = True
’Step3： Determine Triangle Type
if flag == False：
print （“输入有误，请重新输入”）
if IsATriangle == False：
print （“非三角形”）
if flag and IsATriangle：
if （a==b） and （b==c）：
print （“等边三角形”）
elif （a！=b）and （b！=c） and （c！=a）：
print （“不等边三角形”）
else：
print （“等腰三角形”）
4 软件测试Python实践课教学效果
如下图1～图5，是课堂教学中学生使用Python语言完成测试情况，分别是：等边三角形、等腰三角形、不等边三角形、非三角形、输入有误这五种情况。
教学过程中，将学生分成4～5组，每组学生负责其中一组测试结果。组长组织讨论，组内同学协调完成一组实验，并由其中一位同学代表进行总结或体会分享。学生动手实践后体会及总结主要有以下四点：第一、测试用例设计的原则，黑盒测试的有效等价类和无效等价类的设计;第二、Python编程及调试中遇到的问题;第三、Python语言模块化在软件测试中的应用;第四、人工智能背景下，软件测试的新变化。
通过实践交流学习，大家对软件测试用例有了更深刻的了解。比较纯理论教学，引入Python实践环节，学生对课程的参与度有所提高，学生掌握新知识、新技能的兴趣较强。
5 结束语
软件测试质量的高低直接关系项目的成败，测试质量越高，就能越早发现问题，减少后期解决问题的成本。Python语言功能强大，具有很好的跨平台性，可以运用于很多领域的测试：数据库测试、网页测试、性能测试等。
人工智能时代的到来，计算机专业软件测试课程应顺应时代发展需求，改进教学内容、增加教学实践环节，提高学生的动手实践能力。
参考文献：
[1] Jorgensen P C. Software Testing[M]. 4 版. 北京： 机械工业出版社， 2017.
[2] 朱少民. 軟件测试课程的问题驱动教学模式探索[J]. 中国大学教学， 2018（10）：32-36.
[3] 朱少民. 全程软件测试[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2019.
【通联编辑：谢媛媛】
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