摘要：本文是作者的一堂實(shí)際課程的教學(xué)案例，通過檢查學(xué)生作業(yè)的形式，引出本堂課的講授內(nèi)容。隨著對(duì)作業(yè)中問題的層層提問與解決，引出軟件測試概念，并把軟件測試思想融合到程序語言的設(shè)計(jì)過程中，旨在培養(yǎng)學(xué)生在初學(xué)程序語言設(shè)計(jì)時(shí)就養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣，建立軟件測試的思想。

關(guān)鍵詞：軟件測試；C語言；測試用例；語法錯(cuò)誤；邏輯錯(cuò)誤

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-5913 (2007) 20-0106-04

1教學(xué)目標(biāo)

1. 通過教師的啟發(fā)引導(dǎo)，使學(xué)生理解軟件測試的基本概念；

2 通過對(duì)程序案例的過程講解，使學(xué)生掌握基本控制語句switch、break的使用；

3. 通過對(duì)程序案例的錯(cuò)誤排除，讓學(xué)生了解語法錯(cuò)誤和邏輯錯(cuò)誤的概念；

4. 了解軟件測試在程序中的作用。

2教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)

1 軟件測試思想的建立；

2 使學(xué)生養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣；

3教學(xué)過程

3.1以點(diǎn)帶線，導(dǎo)出概念

(課件：請(qǐng)大家查閱書籍和網(wǎng)上搜索，了解軟件錯(cuò)誤給我們帶來的危害。)

師：這是我們上次課后給同學(xué)們布置的作業(yè)，讓大家通過查閱書籍和網(wǎng)上搜索，給出這問題的解釋。現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們舉手發(fā)言。

生1：1996年6月4日，阿麗亞娜5型火箭第一次鑒定發(fā)射，因火箭導(dǎo)航電腦軟件系統(tǒng)發(fā)生故障而失??；

生2：2003年4月，一個(gè)軟件故障因?yàn)橛行C(jī)票的價(jià)格被誤定為1.86美元而導(dǎo)致美國航空集團(tuán)公司損失數(shù)千美元；

生3：2003年5月4日，俄羅斯“聯(lián)盟—TMA1”載人飛船返回地球途中，由于飛船的導(dǎo)航計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤引起飛船偏離了降落目標(biāo)地點(diǎn)約460公里；

生4：2004年12月21日，美國空軍一架F/A-22“猛禽”戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)和訓(xùn)練工作時(shí)墜毀。飛行員安全彈射，飛機(jī)墜毀，事故與飛機(jī)的飛行控制軟件有關(guān)；

生5：美國商務(wù)部的國立標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所(NIST：National Institute of Standards and Technology)有關(guān)軟件缺陷的損失調(diào)查報(bào)告表示，“據(jù)推測，由于軟件缺陷而引起的損失額每年高達(dá)595億美元。這一數(shù)字相當(dāng)于美國國內(nèi)生產(chǎn)總值的0.6%”。

師：通過剛才大家的踴躍發(fā)言，老師了解到大家在課后都做了很充分的準(zhǔn)備。如此看來，軟件設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤給我們帶來的危害是相當(dāng)沉重的。那么，如何去規(guī)避這些錯(cuò)誤的發(fā)生？如何去發(fā)現(xiàn)這個(gè)錯(cuò)誤？這就是軟件工程中的軟件測試思想。請(qǐng)同學(xué)們總結(jié)一下，軟件測試具體做什么工作？

生：找出軟件中的錯(cuò)誤。

師：軟件測試就是找出軟件中存在的問題，我們把軟件中存在的問題稱為缺陷(bugs)。如何查找這些缺陷？

(設(shè)計(jì)思路：問題是最好的老師，是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，沒有問題便沒有深入。在教學(xué)中，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)學(xué)生問不出問題，其原因在于學(xué)生沒能消化知識(shí)，不能靈活運(yùn)用。因此教師在教學(xué)過程中，應(yīng)當(dāng)有意設(shè)置一些問題，引導(dǎo)學(xué)生在問題的解決過程中學(xué)習(xí)，即提出問題，留給學(xué)生時(shí)間思考、討論、解決問題。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，將問題以課后作業(yè)的形式布置下去，啟發(fā)引領(lǐng)學(xué)生充分利用網(wǎng)上資源和圖書館資源查閱信息，使學(xué)生養(yǎng)成自學(xué)與分析問題的能力，逐層導(dǎo)出軟件測試的概念，為軟件測試方法的引入進(jìn)行鋪墊。通過課堂提問，活躍了課堂氣氛，使學(xué)生在輕松愉悅的環(huán)境中學(xué)習(xí)。)

3.2引用案例，明確概念，步步遞進(jìn)，解決問題

(課件：問題描述)用C語言程序完成如下功能：輸入某年某月某日，判斷這一天是這一年的第幾天。(學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)將作業(yè)提交給老師，老師審閱后，發(fā)現(xiàn)學(xué)生作業(yè)中存在的問題)

師：這是上次課后布置的作業(yè)。

師：現(xiàn)將一個(gè)學(xué)生作業(yè)做為本次課程的教學(xué)案例。請(qǐng)同學(xué)們看屏幕。

(教師進(jìn)入Turbo C for windows 集成實(shí)驗(yàn)與學(xué)習(xí)環(huán)境，展示學(xué)生編寫的程序結(jié)構(gòu)，邊操作邊演示)

程序內(nèi)容如下：

main()

{

int day，month，year，sum，leap;

printf(\"\please input year，month，day\\");

scanf(\"%d，%d，%d\"，year，month，day);

switch(month)

/*先計(jì)算某月以前月份的總天數(shù)*/

{

case 1:sum=0;

case 2:sum=31;

case 3:sum=59;

case 4:sum=90;

case 5:sum=120;

case 6:sum=151;

case 7:sum=181;

case 8:sum=212;

case 9:sum=243;

case 10:sum=273;

case 11:sum=304;

case 12:sum=334;

default:printf(\"data error\");

}

sum=sum+day;/*再加上某天的天數(shù)*/

printf(\"It is the %dth day.\"，sum);}

師：請(qǐng)同學(xué)根據(jù)這個(gè)程序，說出該程序的設(shè)計(jì)思想。

生：要判斷輸入日期在一年中的第幾天，首先要計(jì)算此日期前的月份包含多少天，以3月5日為例，應(yīng)該先把前兩個(gè)月的加起來，然后再加上5天即本年的第幾天。

師：第一步，看一下這個(gè)程序的結(jié)構(gòu)是否合理。

首先，大家知道在編寫程序時(shí)，遇到具有按不同情況分轉(zhuǎn)的多路問題，一般采用C語言提供的if-else-if的嵌套結(jié)構(gòu)和開關(guān)語句來實(shí)現(xiàn)。這里雖可用嵌套if-else-if語句來實(shí)現(xiàn)，但if-else-if語句使用不方便，并且容易出錯(cuò)。針對(duì)本案例，多分支的入口執(zhí)行語句因具有規(guī)律性，可按輸入的月份進(jìn)行選擇執(zhí)行，因此選擇開關(guān)語句結(jié)構(gòu)解決該問題是適合的。

師：(接下來復(fù)習(xí)switch開關(guān)語句)。

執(zhí)行switch開關(guān)語句時(shí)，是將變量逐個(gè)與case后的常量進(jìn)行比較，若與其中一個(gè)相等，則執(zhí)行該常量下的語句，若不與任何一個(gè)常量相等，則執(zhí)行default后面的語句。

師：第二步，我們運(yùn)行程序，檢查程序的正確性。

(多媒體機(jī)房演示，將程序運(yùn)行結(jié)果投影在大屏幕上)

運(yùn)行程序，輸入測試用例：2007，3，8

運(yùn)行結(jié)果如圖1所示。

師：請(qǐng)同學(xué)們注意，程序運(yùn)行的結(jié)果與實(shí)際問題的結(jié)果是否一致？

生：不一致。不應(yīng)該是342天。

師：該問題出現(xiàn)的原因是缺少了break語句。

師：(接下來復(fù)習(xí)break開關(guān)語句)。

break語句通常用在循環(huán)語句和開關(guān)語句中。當(dāng)break用于開關(guān)語句switch中時(shí)，可使得程序在執(zhí)行完選中的分支后，跳出整個(gè)switch語句(即跳到switch接的一對(duì)｛｝之后)，完成switch。如果沒有這個(gè)break，程序?qū)⒃诶^續(xù)前進(jìn)到下一分支，直到遇到后面的break或者switch完成。

下面請(qǐng)同學(xué)們對(duì)上面的程序進(jìn)行改進(jìn)。

生：(在計(jì)算機(jī)上改進(jìn)原程序)

改進(jìn)后的程序如下：

main()

{

int day，month，year，sum，leap;

printf(\"\please input year，month，day\\");

scanf(\"%d，%d，%d\"，year，month，day);

switch(month)

/*先計(jì)算某月以前月份的總天數(shù)*/

{

case 1:sum=0;break;

case 2:sum=31;break;

case 3:sum=59;break;

case 4:sum=90;break;

case 5:sum=120;break;

case 6:sum=151;break;

case 7:sum=181;break;

case 8:sum=212;break;

case 9:sum=243;break;

case 10:sum=273;break;

case 11:sum=304;break;

case 12:sum=334;break;

default:printf(\"data error\"); break;

}

sum=sum+day; /*再加上某天的天數(shù)*/

printf(\"It is the %dth day.\"，sum);}

師：下面我們對(duì)剛才改進(jìn)的程序來運(yùn)行一下。

運(yùn)行程序，輸入測試用例：2007，3，8

程序運(yùn)行結(jié)果如圖2所示。

生1：這次程序運(yùn)行結(jié)果是正確的。

生2：如果是閏年呢？比如我們輸入：2000，3，8，結(jié)果會(huì)是什么呢？

師：我們可以進(jìn)一步測試一下。

運(yùn)行程序，輸入測試用例：2000，3，8

程序運(yùn)行結(jié)果如圖3所示。

生：這次的結(jié)果是不正確的。

師：由此看來，上次對(duì)程序的改進(jìn)仍是不完善的。請(qǐng)同學(xué)們思考一下，如何進(jìn)一步改進(jìn)這個(gè)程序？

生：對(duì)于這個(gè)案例，如果是閏年且輸入月份大于3時(shí)需考慮多加一天，那么此程序還要根據(jù)輸入的年份判斷是否為閏年。閏年的判斷規(guī)則為：如果此年份能被400整除，則是閏年；如果此年份能被4整除，而不能被100整除，則是閏年；否則不是。

師：請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)剛才這位同學(xué)的思想，對(duì)程序做進(jìn)一步修改。

生：(在計(jì)算機(jī)上改進(jìn)原程序)

改進(jìn)后的程序如下：

#include

void main()

{

int day，month，year，sum，leap;

printf(\"\please input year，month，day\\");

scanf(\"%d，%d，%d\"，year，month，day);

switch(month) /*先計(jì)算某月以前月份的總天數(shù)*/

{

case 1:sum=0;break;

case 2:sum=31;break;

case 3:sum=59;break;

case 4:sum=90;break;

case 5:sum=120;break;

case 6:sum=151;break;

case 7:sum=181;break;

case 8:sum=212;break;

case 9:sum=243;break;

case 10:sum=273;break;

case 11:sum=304;break;

case 12:sum=334;break;

default:printf(\"data error\");break;

}

sum=sum+day;/*再加上某天的天數(shù)*/

if(year%400 = = 0||(year%4 = = 0year%100!=0))/*判斷是不是閏年*/

leap=1;

else

leap=0;

if(leap = = 1month>2) /*如果是閏年且月份大于2，總天數(shù)應(yīng)該加一天*/

sum++;

printf(\"It is the %dth day.\"，sum);}

師：運(yùn)行修改后的程序；

輸入測試用例：2000，3，8

運(yùn)行結(jié)果如圖4所示。

生：這次程序運(yùn)行結(jié)果與實(shí)際是一致的。

師：經(jīng)過對(duì)上面的案例分析，結(jié)合以前我們學(xué)習(xí)過的知識(shí)，我們將C程序的錯(cuò)誤可以分為兩種：語法錯(cuò)誤和邏輯錯(cuò)誤

(1) 語法錯(cuò)誤

這是C語言初學(xué)者出現(xiàn)最多的錯(cuò)誤，比如，分號(hào)“；”是每個(gè)C語句的結(jié)束的標(biāo)志，在C語句后忘記寫“；”就是語法錯(cuò)誤。發(fā)生語法錯(cuò)誤的程序，編譯是通不過的，用戶須通過軟件的提示信息來修改。

(2) 邏輯錯(cuò)誤

邏輯錯(cuò)誤就是用戶編寫的程序已經(jīng)沒有語法錯(cuò)誤，可以運(yùn)行，但得不到所期望的結(jié)果(或正確的結(jié)果)，也就是說由于程序設(shè)計(jì)者的原因，程序并沒有按照程序設(shè)計(jì)者的思路來運(yùn)行。比如我們這堂課的例子就是這樣：我們的目的是求輸入某年某月某日，判斷這一天是這一年的第幾天。但由于沒有考慮到對(duì)輸入年份進(jìn)行是否為閏年的判斷，就是導(dǎo)致運(yùn)行結(jié)果的錯(cuò)誤。象這種情況這就是邏輯錯(cuò)誤。

編譯軟件對(duì)有邏輯錯(cuò)誤的程序是發(fā)現(xiàn)不了，要用戶不斷輸入測試數(shù)據(jù)、跟蹤程序的運(yùn)行過程才能發(fā)現(xiàn)程序中的邏輯錯(cuò)誤，這是最不容易修改的。比如軟件的BUG就是邏輯錯(cuò)誤，發(fā)行補(bǔ)丁程序就是修改邏輯錯(cuò)誤；如大家最常見的就是Windows操作系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)布的補(bǔ)丁程序了。在這節(jié)課，我們通過學(xué)生案例，將軟件測試思想運(yùn)用到了程序設(shè)計(jì)當(dāng)中，是想讓同學(xué)們?cè)陂_始學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)語言時(shí)，就養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣，規(guī)范編程思想，善于用軟件測試的方法去調(diào)試和修改自己的程序。

(設(shè)計(jì)思路：教學(xué)是一門藝術(shù)，更是教師的創(chuàng)造性、能動(dòng)性和教學(xué)水平的綜合體現(xiàn)，在教學(xué)過程中要將學(xué)生的積極性和潛能充分發(fā)揮出來，這樣才能達(dá)到最佳的教學(xué)效果。通過引用學(xué)生作業(yè)，讓學(xué)生不斷地對(duì)案例進(jìn)行修正，將軟件測試思想融入到程序設(shè)計(jì)當(dāng)中。一方面，對(duì)激發(fā)學(xué)生求知欲望和創(chuàng)造性思維，對(duì)提高學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力和水平具有積極的作用；在遵循以人為本的素質(zhì)教育理念指導(dǎo)下，讓教師成為學(xué)生獲取綜合知識(shí)的引導(dǎo)者，成為學(xué)生自主學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者，成為學(xué)生創(chuàng)造能力的培育者；另一方面，通過對(duì)案例的分析與講解，強(qiáng)化了軟件工程中的軟件測試?yán)碚摚瑸閷W(xué)生后續(xù)課的學(xué)習(xí)進(jìn)行了鋪墊。)

4回顧總結(jié)，強(qiáng)化認(rèn)知

師：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，大家學(xué)到了什么？

生1：軟件測試思想的建立。

生2：軟件測試的測試方法。

生3：在復(fù)習(xí)與鞏固C語言知識(shí)的同時(shí)，了解了編程過程中測試的重要性。知道了在程序開發(fā)的過程中，測試是一個(gè)不可缺少的重要環(huán)節(jié)。

師：同學(xué)們總結(jié)的非常好。通過今天的學(xué)習(xí)，我們知道了“三分編程七分測試”，說明程序測試的工作量要比編程大得多。

測試程序是一個(gè)艱苦、心細(xì)、又有技巧的事，只有經(jīng)常上機(jī)多調(diào)試程序，才能不斷地積累經(jīng)驗(yàn)、提高程序調(diào)試技能。

一個(gè)優(yōu)秀的程序員是在改進(jìn)自己所編寫程序的過程中，不斷地積累經(jīng)驗(yàn)、逐步完善，并走向成功的。請(qǐng)同學(xué)們記?。褐辉诎哆吙炊幌滤娜耸怯肋h(yuǎn)學(xué)不會(huì)游泳的。要想達(dá)到賣油翁的“油自錢孔入而錢不濕”的高超技巧，必須多測試程序，這樣才能成為一名優(yōu)秀的程序員。

作者簡介

張輝(1970-)，女，陜西省華縣人，講師，本科，研究方向：軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

通信地址：河南省開封市東京大道西段黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系，475003

電話：13849128689

E-mail：kfzhanghui@163.com

基金項(xiàng)目：國家示范性高等職業(yè)院校建設(shè)項(xiàng)目06-14

河南省教育科學(xué)“十一五”規(guī)劃課題 課題編號(hào)：2006-JKGHAG-189