Эта строка неверна:
ret_val = func(args)
Вы забыли расширить список аргументов при передаче его. Должно быть:
ret_val = func(*args)
Пример вывода с этой модификацией на месте:
>>> class Test2:
... @trace
... def test3(self, a, b):
... pass
...
>>> t = Test2()
>>> t.test3(1,2)
entering test3 with args (<__main__.Test2 instance at 0x7ff2b42c>, 1, 2)
return value None
exiting test3
>>>
Если вы когда-либо расширяете свой декоратор так, чтобы он также брал аргументы ключевых слов, вам также необходимо расширить их соответствующим образом при передаче, используя **
.