חוקרים חושבים ש-Gamification מחזיקה את התשובה לצרות בדיקות תוכנה

טבלת קישורים

• תקציר ומבוא 1
• 2 חינוך Gamification ובדיקות תוכנה
  • 2.1 בדיקות תוכנה
  • 2.2 Gamification
  • 2.3 Gamification בחינוך לבדיקות תוכנה
• 3 עיצוב ניסוי ו-3.1 עיצוב קורס

  • 3.2 משתתפים

  • 3.3 חומרים

  • 3.4 נוהל

  • 3.5 מדדים

• 4 תוצאות ו-4.1 RQ1: מעורבות סטודנטים
  • 4.2 RQ2: ביצועי תלמידים
• 5 דיון
• 6 איומים על תוקף
• 7 מסקנות, תודות והתייחסויות

תַקצִיר

בדיקות תוכנה הן תחום ידע חיוני הנדרש על ידי התעשייה עבור מהנדסי תוכנה. עם זאת, סטודנטים להנדסת תוכנה רואים לעתים קרובות בדיקה פחות מושכת מאשר עיצוב או קידוד. כתוצאה מכך, קשה למשוך תלמידים ליצור מבחנים יעילים. כדי לעודד תלמידים, חקרנו את השימוש ב-gamification וחקרנו האם טכניקה זו יכולה לעזור לשפר את המעורבות והביצועים של תלמידי בדיקות תוכנה. ערכנו ניסוי מבוקר כדי להשוות בין המעורבות והביצועים של שתי קבוצות של סטודנטים שלמדו קורס בדיקות תוכנה לתואר ראשון בשנים אקדמיות שונות. קבוצת הניסוי מורכבת על ידי 135 תלמידים מהקורס gamified ואילו קבוצת הביקורת מורכבת על ידי 100 תלמידים מהקורס ללא gamified. הנתונים שנאספו נותחו סטטיסטית כדי לענות על שאלות המחקר של מחקר זה. התוצאות מראות שהתלמידים שהשתתפו בחוויית הגימיפיקציה היו מעורבים יותר והשיגו ביצועים טובים יותר. כממצא נוסף, ניתוח התוצאות מגלה שהיבט מרכזי להצלחה הוא עיצוב חווית המשחק. חשוב להפיץ את הגירוי המניע שמספק הגימיפיקציה לאורך כל החוויה כדי למשוך את התלמידים עד הסוף. בהתחשב בתוצאות אלו, אנו מתכננים להתאים מחדש את עיצוב חווית המשחקים כדי להגביר את מעורבות התלמידים בשלב האחרון של ההתנסות, וכן לערוך מחקר אורך כדי להעריך את ההשפעות של הגימיפיקציה.

מילות מפתח

Gamification, בדיקות תוכנה, מעורבות, ביצועים, יעילות בדיקות, מחקר אמפירי

1 הקדמה

בעידן טכנולוגיית המידע, תוכנה נוכחת כמעט בכל היבט של חיינו. יש חשיבות מכרעת לכך שמוצרי תוכנה יפעלו בצורה נכונה וכמתוכנן, מכיוון שתקלה שלהם עלולה לגרום להפסד כספי הן למשתמשים הסופיים והן לחברות התוכנה, אובדן יוקרה לחברות תוכנה, חשיפת נתונים פרטיים, או אפילו השלכות טרגיות בחיי אדם. על מנת למנוע את ההשפעות השליליות הללו, חיוני לבדוק בצורה נכונה ויסודית את מוצרי התוכנה במטרה לאתר ולפתור את הפגמים שלהם (הנקראים גם תקלות או באגים) ותקלות לפני שחרורם למשתמשים הסופיים. לשם כך, התעשייה דורשת בודקים מוכנים היטב ולחינוך יש אחריות לנושא זה. עם זאת, קיים פער בין התעשייה וההשכלה לגבי ידע המבחנים הדרוש בתעשייה לבין הנלמד במוסדות להשכלה גבוהה. מצד אחד, בדיקות תוכנה לא נלמדות מספיק עומק בהשכלה להנדסת תוכנה (Fraser et al., 2019; Jesus et al., 2020) ולעתים קרובות היא מוטמעת בקורסים אחרים להנדסת תוכנה במקום להיות קורס ייעודי ( Silvis-Cividjian, 2021). מצד שני, קשה להעסיק את התלמידים מכיוון שהם נוטים למצוא בדיקת תוכנה כמשימה משעממת והרסנית, והם מעדיפים את משימות התכנון והיישום (Fraser et al., 2020). כתוצאה מכך, הסטודנטים אינם רוכשים את הפרקטיקה שהתעשייה דורשת והם מעדיפים לעבוד בתחומי הנדסת תוכנה אחרים ולא בבדיקות תוכנה; כאמור ב (Silvis-Cividjian, 2021), רק עד 20% מהסטודנטים שוקלים קריירה בבדיקות תוכנה.

כדי להתמודד עם בעיית הנעת הסטודנטים, בחנו את השימוש ב-gamification בקורס בדיקות תוכנה לתואר ראשון. Gamification אומצה בעשור האחרון כאמצעי לשיתוף תלמידים בהקשרים חינוכיים שונים (Bodnar et al., 2016; Dichev & Dicheva, 2017; Milosz & Milosz, 2020; Subhash & Cudney, 2018; Vos et al., 2020 ), ונתן תוצאות מבטיחות בהנדסת תוכנה וחינוך לבדיקות תוכנה (אלחמד ומורנו, 2018; Fraser, 2017; Garousi et al., 2018;

במאמר זה, אנו מתארים ומעריכים את חווית הגימיפיקציה המתבצעת בשיעורי סמינריון של קורס בדיקות תוכנה, שבו התלמידים היו צריכים ליצור מקרי מבחן יעילים עבור מספר תוכניות פגומות על מנת לזהות את הפגמים שלהן. שיערנו ש-gamification ישפיע לטובה על מעורבות התלמידים והביצועים. התלמידים היו מעורבים בחוויית משחק מבוססת נרטיבית שבה הם השתתפו במרוץ אולימפי אגדי לאלמוות, נתמך על ידי כלי משחק בשם GoRace. האפקטיביות של מקרי הבדיקה שלהם קבעה את התקדמותם במירוץ. יעילות זו מסופקת על ידי כלי בשם SQLTest, המשולב עם GoRace. כדי לבחון את ההשערות שלנו, הגדרנו קבוצה של מדדים למדידת המעורבות והביצועים של התלמידים והשווינו סטטיסטית את התוצאות שהושגו על ידי הניסוי וקבוצות הביקורת כדי לענות על שאלות המחקר הבאות:

• RQ1. האם המעורבות של תלמידי בדיקת התוכנה המבצעים פעילויות משחקיות גבוהות יותר מאלו שמבצעות אותן בסביבה שאינה מגולמת? כדי להתייחס לשאלת מחקר זו, הגדרנו סט של מדדים הקשורים להשתתפות הסטודנט בפעילויות האקדמיות.

  
  

• RQ2. האם הביצועים של תלמידי בדיקת התוכנה המבצעים פעילויות gamified גבוהות יותר מאלו שמבצעים אותן בסביבה שאינה gamified? כדי לענות על שאלת המחקר הזו, הגדרנו סט של מדדים הקשורים לאפקטיביות של מקרי הבדיקה שנוצרו.

התרומות העיקריות של עבודה זו הן כדלקמן:

• עיצוב חווית משחק לקורס בדיקות תוכנה לתואר ראשון. התנסות זו בוצעה לאורך סמסטר אקדמי שלם (15 שבועות).

  
  

• ניתוח ההשפעה של Gamification על שיפור המעורבות של התלמידים וביצועיהם ביצירת מקרי מבחן יעילים. התוצאות מצביעות על כך של-gamification יש השפעה חיובית הן על מעורבות התלמידים והן על הביצועים; בנוסף, הם גם מגלים שחיוני לשמור על הגירוי במהלך כל החוויה כדי להבטיח הצלחה.

שאר מאמר זה מאורגן באופן הבא: סעיף 2 מספק רקע על חינוך למשחקים ובדיקות תוכנה. חלק 3 מציג את הקורס המעורב בחוויית הגימיפיקציה, יחד עם המשתתפים והחומרים המשמשים בחוויה. חלק זה מתאר גם את ההליך שננקט בניסיון ואת המדדים שהוגדרו. סעיף 4 מציג את תוצאות הניתוח הסטטיסטי שבוצע כדי לבדוק את ההשערות המאפשרות לנו לענות על שאלות המחקר. תוצאות אלו נדונות בסעיף 5. סעיף 6 מפרט את האיומים על תקפות הממצאים שנדונו. לבסוף, אנו מסיקים את מסקנותינו ומתארים את ההשלכות של הממצאים שלנו בסעיף 7.