第 6 周 · 第 2 课 · 50-65 分钟
规划、做原型、做测试
把你的问题变成一个能动手做、也能检验的方案：设计输入、输出、特征、标签和规则；做一个简单的原型；再用真实的测试用例来检验它。
- 材料
- 在网页浏览器中打开的这节课 · 纸和笔，或者一个记事应用
- 本课
- 进行中
会自动保存在这台设备上
你将能够做到
- 设计你的系统的输入、输出、特征、标签，以及任何规则。
- 说明什么是原型，并在纸上做一个简单的原型。
- 写出测试用例，并用它们找出局限。
- 根据测试所显示的结果，通过迭代改进你的设计。
想一想
你已经有了问题界定：把一张垃圾照片分成可回收、堆肥或其他垃圾。系统会看哪些线索（特征）？你会教给它哪些标签？而在真正动手做任何东西之前，你又怎么知道自己的方案靠不靠谱？
这节课，你要把自己的想法变成一个真的能在纸上检验的方案。
做个预测
预测一下：当你第一次用棘手的例子测试自己的原型时，它会大部分都答对，还是会在一些例子上失败？你觉得哪种例子会把它绊倒？
- 特征
- 关于某个输入的、可衡量的一条线索，系统用它来做判断，比如物品的颜色、形状或大小。
- 标签
- 附在一个样例上的正确答案，比如把一张照片标注为「可回收」，好让系统从中学习。
- 规则
- 由人写下的精确指令，比如「如果这件物品是玻璃瓶，就标注为可回收」。
- 原型
- 一个想法的、快速而粗糙的第一版，做出来是为了在造出真东西之前先检验它怎么运作。
- 测试用例
- 一个已知正确答案的例子，你把它送进原型，检验原型是否管用。
- 迭代
- 反复走「制作、测试、改进」这个循环，让设计一次比一次更好。
设计各个部件：输入、输出、特征、标签和规则
动手之前，先设计各个部件。输入是进来的东西（一件物品的照片）。输出是出去的东西（一个标签：可回收、堆肥或其他垃圾）。标签则是你要教给系统、并用来核查它的那组正确答案。
特征是系统用来做判断的线索，比如物品的材质、形状，或者它是否湿了、是否有油。如果任务中有一部分既简单又清楚，你甚至可以加一条规则：「如果是干净的玻璃瓶，就标注为可回收。」好的方案会把这些都写清楚，好让任何人都能看懂一个判断是怎么做出来的。
- 输入：一件物品的照片。输出：三个标签中的一个。
- 特征：材质、是否湿了、是不是纸、上面有没有食物。
- 规则：「如果是香蕉皮，就标注为堆肥。」
原型是为了检验而做的粗糙初版
原型是你这个想法的快速、粗糙版本，做出来是为了从中学习，而不是成品。你的原型可以在纸上：一叠「如果有这些特征，就用这个标签」的卡片，或者一张同学能用手跟着走的简单流程图。关键是把想法变得足够具体，好拿来试一试。
原型本来就该是不完美的。趁早、花很少的成本做一个，能让你免于花大力气去做错的东西。你完全可以把一个原型扔掉，那没关系，你留下了从中学到的东西。
- 纸上的流程图：「是纸吗？湿了吗？→ 标签」。
- 一叠决策卡片，朋友不用你解释就能照着走。
- 手绘的应用界面草图，标出输入和输出。
测试用例揭示局限，迭代把它们修好
测试用例是一个已知正确答案的例子。你把它送进原型，看它给出的标签对不对。几个精心挑选的测试用例，包括棘手的那些，很快就能显示出你的设计在哪里崩掉。那些薄弱之处就是它的局限：它会出错或者拿不定主意的情形。
任何系统都有局限；目标是有意去把它们找出来，而不是日后被它们打个措手不及。当某个测试用例失败时，你就改进设计，再测一次。这个「一直重复直到更好」的循环就是迭代，也是真实产品被造出来的核心方式。
- 测试用例：一个油腻的比萨盒。正确标签：其他垃圾或堆肥，而不是可回收。
- 发现的局限：原型把所有盒子都标成「可回收」，所以油腻的那些就错了。
- 迭代：加一个「有没有食物油渍？」的特征，再加一条规则，把油腻的盒子送到别处。
例题讲解
为一个垃圾分类器做原型并测试
- 设计各个部件：输入 = 一件物品的照片；输出 = 可回收／堆肥／其他垃圾；特征 = 材质、是不是纸、是否湿了、有没有食物油渍。
- 做一个纸上原型：决策卡片。「如果是剩饭剩菜 → 堆肥。如果是干净的纸或干净的瓶子 → 可回收。否则 → 其他垃圾。」
- 写下已知答案的测试用例：干净的水瓶（可回收）、香蕉皮（堆肥）、油腻的比萨盒（其他垃圾）、铝箔薯片袋（其他垃圾）。
- 用手跑一遍测试：原型答对了水瓶和香蕉皮，却把油腻的比萨盒标成了「可回收」，这是一次失败。
- 找出局限并迭代：加一个「有没有食物油渍？」的特征，再加一条规则，让油腻的纸类进其他垃圾。重新跑一遍测试用例；这次比萨盒通过了。
要点：设计各个部件，做一个粗糙原型，用已知答案的用例来测试，找出它的局限，然后不断迭代直到变好。
一个不断重复的四步循环。第 1 步：设计各个部件（输入、输出、特征、标签、规则）。第 2 步：做一个粗糙的原型。第 3 步：跑测试用例，记录哪些通过、哪些失败。第 4 步：找出局限并改进。一支箭头从第 4 步回到第 2 步，表示迭代。
迭代意味着把这个循环走不止一遍，每一遍都更好一点。
| 测试用例 | 正确标签 | 原型给出的标签 | 结果 |
|---|---|---|---|
| 干净的水瓶 | 可回收 | 可回收 | Pass |
| 香蕉皮 | 堆肥 | 堆肥 | Pass |
| 油腻的比萨盒 | 其他垃圾 | 可回收 | 失败 |
| 铝箔薯片袋 | 其他垃圾 | 其他垃圾 | Pass |
垃圾分类器的测试用例表。每一行都有一个例子、它已知的正确标签、原型给出的标签，以及通过还是失败。干净的水瓶：正确答案可回收，给出可回收，通过。香蕉皮：正确答案堆肥，给出堆肥，通过。油腻的比萨盒：正确答案其他垃圾，给出可回收，失败。铝箔薯片袋：正确答案其他垃圾，给出其他垃圾，通过。
活动
原型方案工作室
活动说明把你的问题界定，变成一份经过设计、做出原型并测试过、可以拿去展示的方案。
- 设计各个部件：写出你的输入、输出、标签、三到五个特征，以及任何简单规则。
- 做一个纸上原型：画一张流程图，或者写出同学不用你帮忙就能照着走的决策卡片。
- 写至少四个已知正确答案的测试用例，其中包括两个棘手的。
- 用手把每个测试用例送进原型，并在测试用例表上记录通过还是失败。
- 列出失败所揭示的局限，并写下你接下来会做的一项改进（你的迭代）。
用你在第 1 课确定的问题，设计输入、输出、特征、标签和任何规则；画出一个纸上原型；写至少四个测试用例，包括棘手的那些；用手「跑」一遍；再记下你发现的局限和你会做的一项改进。这将成为你最终项目的核心。
你需要准备
- 纸和笔，或者一个记事应用
做到这样就算成功
- 写出了输入、输出、标签、三到五个特征，以及任何规则。
- 一个同学不需要额外解释就能照着走的纸上原型。
- 至少四个已知答案的测试用例，包括棘手的，已跑过并标注了通过或失败。
- 至少找出一项局限，并提出一项改进（迭代）。
内置数据集
测试用例入门包
一份内置的清单，教你怎样写好测试用例：既要有简单的例子，也要有边缘情况（湿的、油腻的、破损的、少见的），还要有可能两边都说得通的例子。另外附有一张空白的测试用例表模板（例子、正确标签、原型给出的标签、通过／失败）供你抄用。
现在先用内置材料、你的笔记和讨论来完成这个活动。互动版本会在以后的更新里推出。
检查你的理解
检验你能否规划、做原型并测试一个设计。
Question 1. 在动手做系统之前，下面哪些是你应当设计好的？（选出所有符合的。）
把符合的都选上。
Question 2. 把一轮原型制作中「制作、测试、改进」的循环排好顺序。
- 1.设计各个部件（输入、输出、特征、标签、规则）
- 2.做一个粗糙的原型
- 3.跑测试用例，并记录通过还是失败
- 4.找出局限并改进设计
Question 3. 这个团队接下来该做什么？
一个团队的纸上原型通过了所有简单的测试用例，却把一个油腻的比萨盒标成了「可回收」，而正确答案是其他垃圾。
已回答 0 / 3
自己动手试试
把你自己的原型难倒
使劲想办法让你自己的原型失败，然后用你学到的东西把它变得更好。
- 写三个特别棘手的测试用例，专门用来绊倒你的原型。
- 用手跑一遍，记录哪些失败了。
- 对每一次失败，说出它揭示的那处局限。
- 提出一项改动（一次迭代），并预测它会不会修好那些失败。
做到这样就算成功
- 三个能给原型施加压力的棘手测试用例。
- 每一次失败都对应上一处说得出名字的局限。
- 提出一次迭代，并预测它的效果。
反思
输入时会保存在这台设备上
请不要写私人信息。你的回答只保存在这个浏览器里，不会发送到任何地方。
小结
你把一个问题变成可检验的方案：设计各个部件，做一个粗糙原型，跑已知答案的测试用例，再通过迭代修好你发现的局限。
- 动手之前，先设计输入、输出、标签、特征和任何规则。
- 原型是花很少成本做出的粗糙版本，用来尽早检验一个想法。
- 测试用例揭示局限；迭代就是不断改进直到更好的那个循环。
七至八年级延伸内容
测试到什么程度才算够？
真实的团队没法测试每一种可能的输入，所以他们会精心挑选测试用例：常见情况、边缘情况，以及出错代价最大的情况。一个医疗人工智能受到的测试，要比一个推荐表情符号的小游戏严格得多。
针对你的项目，判断哪些测试用例最重要，以及为什么。写一份简短的「测试计划」，说明在真实用户能够信任这个系统之前，你认为测试到什么程度才算够。
完成这一课
- Attempt the knowledge check（未完成）
- Save a reflection (recommended)（未完成）
先做一下知识检查，才能完成这一课。