Tutkijat ajattelevat, että pelillistäminen tarjoaa vastauksen ohjelmistotestauksen ongelmiin

Linkkitaulukko

• Tiivistelmä ja 1 Johdanto
• 2 Pelillistämis- ja ohjelmistotestauskoulutus
  • 2.1 Ohjelmistojen testaus
  • 2.2 Pelillistäminen
  • 2.3 Pelillistäminen ohjelmistotestauskoulutuksessa
• 3 Kokeilusuunnittelu ja 3.1 Kurssin suunnittelu

  • 3.2 Osallistujat

  • 3.3 Materiaalit

  • 3.4 Menettelytapa

  • 3.5 Mittarit

• 4 Tulokset ja 4.1 RQ1: Opiskelijoiden sitoutuminen
  • 4.2 RQ2: Oppilaiden suoritukset
• 5 Keskustelu
• 6 Voimassaoloa koskevat uhat
• 7 Johtopäätökset, tunnustukset ja viitteet

Abstrakti

Ohjelmistojen testaus on olennainen tietoalue, jota teollisuus vaatii ohjelmistosuunnittelijoilta. Ohjelmistotekniikan opiskelijat pitävät kuitenkin usein testaamista vähemmän houkuttelevana kuin suunnittelua tai koodausta. Tästä johtuen on vaikea saada opiskelijoita luomaan tehokkaita testejä. Opiskelijoiden rohkaisemiseksi tutkimme pelillistämisen käyttöä ja tutkimme, voiko tämä tekniikka parantaa ohjelmistotestausopiskelijoiden sitoutumista ja suorituskykyä. Teimme kontrolloidun kokeen vertaillaksemme kahden opiskelijaryhmän sitoutumista ja suorituskykyä, jotka osallistuivat ohjelmistotestauskurssin eri lukuvuosina. Kokeellinen ryhmä koostuu 135 opiskelijasta pelilliseltä kurssilta, kun taas vertailuryhmän muodostaa 100 opiskelijaa ei-pelilliseltä kurssilta. Kerätyt tiedot analysoitiin tilastollisesti vastaamaan tämän tutkimuksen tutkimuskysymyksiin. Tulokset osoittavat, että pelikokemukseen osallistuneet opiskelijat olivat sitoutuneempia ja suoriutuivat paremmin. Lisähavaintona tulosten analyysi paljastaa, että onnistumisen avaintekijä on pelillistämiskokemuksen suunnittelu. On tärkeää jakaa pelillistämisen tuottamaa motivoivaa ärsykettä koko kokemuksen ajan, jotta opiskelijat saadaan mukaan loppuun asti. Näiden tulosten perusteella aiomme muokata pelillistämiskokemuksen suunnittelua lisätäksemme opiskelijoiden sitoutumista kokemuksen viimeisessä vaiheessa sekä tehdä pitkittäistutkimuksen pelillistämisen vaikutusten arvioimiseksi.

Avainsanat

Pelillistäminen, ohjelmistojen testaus, sitoutuminen, suorituskyky, testauksen tehokkuus, empiirinen tutkimus

1 Johdanto

Tietotekniikan aikakaudella ohjelmistot ovat läsnä lähes kaikilla elämämme osa-alueilla. On ratkaisevan tärkeää, että ohjelmistotuotteet toimivat oikein ja tarkoitetulla tavalla, koska niiden toimintahäiriöt voivat aiheuttaa taloudellisia menetyksiä sekä loppukäyttäjille että ohjelmistoyrityksille, ohjelmistoyritysten arvovallan menetyksiä, yksityisten tietojen paljastumista tai jopa traagisia seurauksia ihmiselämälle. Näiden kielteisten vaikutusten estämiseksi on olennaista testata ohjelmistotuotteet kunnolla ja perusteellisesti, jotta voidaan havaita ja ratkaista niiden puutteet (kutsutaan myös virheiksi tai bugeiksi) ja virheet ennen niiden julkaisua loppukäyttäjille. Sitä varten teollisuus tarvitsee hyvin valmistautuneita testaajia ja koulutuksella on vastuu tästä asiasta. Teollisuuden ja koulutuksen välillä on kuitenkin kuilu alan tarvittavan testaamisen ja korkeakoulujen opetuksen suhteen. Toisaalta ohjelmistotestausta ei opeteta tarpeeksi syvällisesti ohjelmistotekniikan koulutuksessa (Fraser et al., 2019; Jesus ym., 2020) ja se on usein upotettu muihin ohjelmistotekniikan kursseihin sen sijaan, että se olisi omistettu kurssi ( Silvis-Cividjian, 2021). Toisaalta opiskelijoita on vaikea saada mukaan, koska he pitävät ohjelmistotestausta tylsänä ja tuhoavana tehtävänä, ja he pitävät suunnittelu- ja toteutustehtävistä (Fraser et al., 2020). Tämän seurauksena opiskelijat eivät hanki alan vaatimaa käytäntöä ja työskentelevät mieluummin muilla ohjelmistotekniikan aloilla kuin ohjelmistotestauksessa; Kuten artikkelissa (Silvis-Cividjian, 2021) todetaan, vain 20 % opiskelijoista harkitsee uraa ohjelmistotestauksen parissa.

Opiskelijoiden motivointiongelman ratkaisemiseksi olemme tutkineet pelillistämisen käyttöä ohjelmistotestauksen perustutkintokurssissa. Pelillistäminen on otettu käyttöön viimeisen vuosikymmenen aikana keinona saada opiskelijat mukaan erilaisiin koulutuskonteksteihin (Bodnar et al., 2016; Dichev & Dicheva, 2017; Milosz & Milosz, 2020; Subhash & Cudney, 2018; Vos et al., 2020 ), ja se on antanut lupaavia tuloksia ohjelmistosuunnittelu- ja ohjelmistotestauskoulutuksessa (Alhammad & Moreno, 2018; Fraser, 2017; Jesus et ai., 2018; Pedreira et ai., 2018;

Tässä artikkelissa kuvataan ja arvioidaan ohjelmistotestauskurssin seminaaritunneilla tehtyä pelillistämiskokemusta, jossa opiskelijoiden piti luoda tehokkaat testitapaukset useille viallisille ohjelmille niiden vikojen havaitsemiseksi. Oletimme, että pelillistäminen vaikuttaisi positiivisesti opiskelijoiden sitoutumiseen ja suoritukseen. Opiskelijat osallistuivat narratiiviseen pelillistämiskokemukseen, jossa he osallistuivat legendaariseen kuolemattomuuden olympiakisaan, jota tuki GoRace-niminen pelillistämistyökalu. Heidän testitapaustensa tehokkuus määritti heidän edistymisensä kilpailussa. Tämän tehokkuuden tarjoaa työkalu nimeltä SQLTest, joka on integroitu GoRaceen. Hypoteesimme testaamiseksi määritimme joukon mittareita, joilla mitataan opiskelijoiden sitoutumista ja suorituskykyä, ja vertailimme tilastollisesti kokeellisen ja kontrolliryhmän tuloksia vastataksemme seuraaviin tutkimuskysymyksiin:

• RQ1. Onko pelillistä toimintaa suorittavien ohjelmistotestausopiskelijoiden sitoutuneisuus korkeampi kuin niiden, jotka suorittavat niitä ei-pelillisessä ympäristössä? Tämän tutkimuskysymyksen ratkaisemiseksi määritimme joukon mittareita, jotka liittyvät opiskelijan osallistumiseen akateemiseen toimintaan.

  
  

• RQ2. Onko pelillistä toimintaa suorittavien ohjelmistotestauksen opiskelijoiden suorituskyky parempi kuin niiden, jotka suorittavat niitä ei-pelillisessä ympäristössä? Vastataksemme tähän tutkimuskysymykseen määritimme joukon mittareita, jotka liittyvät luotujen testitapausten tehokkuuteen.

Tämän työn tärkeimmät panokset ovat seuraavat:

• Pelillistämiskokemuksen suunnittelu ohjelmistotestauskurssille. Tämä kokemus suoritettiin koko akateemisen lukukauden (15 viikkoa) aikana.

  
  

• Analyysi pelillisyyden vaikutuksesta opiskelijoiden sitoutumisen parantamiseen ja heidän suoritukseensa tehokkaiden testitapausten luomisessa. Tulokset osoittavat, että pelillistämisellä on positiivinen vaikutus sekä opiskelijoiden sitoutumiseen että suoritukseen; Lisäksi ne paljastavat myös, että on ratkaisevan tärkeää säilyttää virikkeitä koko kokemuksen ajan onnistumisen varmistamiseksi.

Tämän artikkelin loppuosa on järjestetty seuraavasti: Osa 2 tarjoaa taustatietoa pelillistämis- ja ohjelmistotestauskoulutuksesta. Osassa 3 esitellään pelillistämiskokemukseen liittyvä kurssi, osallistujat ja kokemuksessa käytetyt materiaalit. Tässä osiossa kuvataan myös kokemuksessa noudatettu menettely ja määritellyt mittarit. Luvussa 4 esitetään tilastollisen analyysin tulokset, joilla testattiin hypoteeseja, joiden avulla voimme vastata tutkimuskysymyksiin. Näitä tuloksia käsitellään luvussa 5. Osassa 6 luetellaan käsiteltyjen havaintojen pätevyyteen kohdistuvat uhat. Lopuksi teemme johtopäätöksemme ja kuvailemme löydöstemme seurauksia osassa 7.