研究者は、ゲーミフィケーションがソフトウェアテストの悩みの解決策になると考えている

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• 要約と1 はじめに
• 2 ゲーミフィケーションとソフトウェアテスト教育
  • 2.1 ソフトウェアテスト
  • 2.2 ゲーミフィケーション
  • 2.3 ソフトウェアテスト教育におけるゲーミフィケーション
• 3 実験設計と3.1 コース設計

  • 3.2 参加者

  • 3.3 材料

  • 3.4 手順

  • 3.5 メトリクス

• 4 結果と4.1 RQ1: 学生の関与
  • 4.2 RQ2: 学生のパフォーマンス
• 5 議論
• 6 妥当性に対する脅威
• 7 結論、謝辞、参考文献

抽象的な

ソフトウェアテストは、ソフトウェアエンジニアにとって業界で求められる重要な知識分野です。しかし、ソフトウェアエンジニアリングの学生は、テストは設計やコーディングよりも魅力的ではないと考えることが多いです。その結果、学生を関与させて効果的なテストを作成することは困難です。学生を奨励するために、ゲーミフィケーションの使用を検討し、この手法がソフトウェアテストの学生の関与とパフォーマンスの向上に役立つかどうかを調査しました。異なる学年に学部ソフトウェアテストコースを受講した2つの学生グループの関与とパフォーマンスを比較するために、制御された実験を実施しました。実験グループはゲーミフィケーションコースの135人の学生で構成され、対照グループはゲーミフィケーションのないコースの100人の学生で構成されます。収集されたデータは、この研究の研究課題に答えるために統計的に分析されました。結果は、ゲーミフィケーション体験に参加した学生の方が関与度が高く、パフォーマンスが優れていたことを示しています。追加の発見として、結果の分析により、成功の鍵となる側面はゲーミフィケーション体験の設計であることが明らかになりました。学生を最後まで関与させるには、ゲーミフィケーションによって提供される動機付けの刺激を体験全体にわたって分配することが重要です。これらの結果を踏まえ、私たちはゲーミフィケーション体験のデザインを再調整して体験の最終段階での学生の関与を高めるとともに、ゲーミフィケーションの効果を評価するための長期研究を実施する予定です。

キーワード

ゲーミフィケーション、ソフトウェアテスト、エンゲージメント、パフォーマンス、テストの有効性、実証研究

1 はじめに

情報技術の時代において、ソフトウェアは私たちの生活のほぼあらゆる側面に存在しています。ソフトウェア製品が正しく意図したとおりに動作することは非常に重要です。なぜなら、ソフトウェア製品の故障は、最終ユーザーとソフトウェア企業の両方に経済的損失をもたらし、ソフトウェア企業の評判を失墜させ、個人データが漏洩し、さらには人命に悲劇的な結果をもたらす可能性があるからです。これらの悪影響を防ぐためには、最終ユーザーにリリースする前に、欠陥 (フォールトまたはバグとも呼ばれる) や障害を検出して解決することを目的として、ソフトウェア製品を適切かつ徹底的にテストすることが不可欠です。そのためには、業界では十分に訓練されたテスターが必要であり、教育機関はその責任を負っています。しかし、業界で必要とされるテストの知識と高等教育機関で教えられている内容に関して、業界と教育の間にはギャップがあります。一方では、ソフトウェアテストはソフトウェアエンジニアリング教育で十分に深く教えられておらず (Fraser et al., 2019; Jesus et al., 2020)、専用のコースではなく他のソフトウェアエンジニアリングコースに組み込まれていることがよくあります (Silvis-Cividjian, 2021)。その一方で、学生はソフトウェアテストを退屈で破壊的なタスクと感じ、設計と実装のタスクを好む傾向があるため、学生の関心を引くことは困難です (Fraser et al., 2020)。その結果、学生は業界で必要な実践を習得せず、ソフトウェアテストではなく他のソフトウェアエンジニアリング分野での作業を好みます。(Silvis-Cividjian, 2021) で述べられているように、ソフトウェアテストでのキャリアを検討する学生は最大 20% にすぎません。

学生のやる気を引き出すという問題に対処するため、私たちはソフトウェア テストの学部課程でゲーミフィケーションを活用することを検討してきました。ゲーミフィケーションは、過去 10 年間、さまざまな教育コンテキストで学生の関心を引き付ける手段として採用されてきました (Bodnar 他、2016 年、Dichev と Dicheva、2017 年、Milosz と Milosz、2020 年、Subhash と Cudney、2018 年、Vos 他、2020 年)。また、ソフトウェア エンジニアリングとソフトウェア テストの教育において有望な結果が得られています (Alhammad と Moreno、2018 年、Fraser、2017 年、Garousi 他、2020 年、Jesus 他、2018 年、Kosa 他、2016 年、Pedreira 他、2015 年、Souza 他、2018 年)。

この論文では、ソフトウェア テスト コースのセミナー クラスで実施されたゲーミフィケーション エクスペリエンスについて説明し、評価します。このクラスでは、学生は欠陥のあるプログラムをいくつか作成して、その欠陥を検出する必要がありました。ゲーミフィケーションは学生のエンゲージメントとパフォーマンスにプラスの影響を与えると仮説を立てました。学生たちは、GoRace というゲーミフィケーション ツールのサポートを受けて、不死をかけた伝説のオリンピック レースに参加するという物語ベースのゲーミフィケーション エクスペリエンスに参加しました。テスト ケースの有効性が、レースでの進捗を決定しました。この有効性は、GoRace に統合されている SQLTest というツールによって提供されます。仮説をテストするために、学生のエンゲージメントとパフォーマンスを測定する一連の指標を定義し、実験グループとコントロール グループが達成した結果を統計的に比較して、次の研究の質問に答えました。

• RQ1. ゲーム化されたアクティビティを実行するソフトウェア テストの学生の関与は、非ゲーム化された環境で実行する学生よりも高いですか? この研究の質問に対処するために、学生の学術アクティビティへの参加に関連する一連の指標を定義しました。

  
  

• RQ2. ゲーム化されたアクティビティを実行するソフトウェア テストの学生のパフォーマンスは、非ゲーム化された環境で実行する学生よりも高いですか? この研究の質問に答えるために、作成されたテスト ケースの有効性に関連する一連のメトリックを定義しました。

この研究の主な貢献は次のとおりです。

• 学部のソフトウェア テスト コース向けのゲーミフィケーション エクスペリエンスの設計。このエクスペリエンスは、1 学期 (15 週間) にわたって実施されました。

  
  

• ゲーミフィケーションが学生のエンゲージメントと効果的なテストケース作成におけるパフォーマンスの向上に与える影響の分析。結果は、ゲーミフィケーションが学生のエンゲージメントとパフォーマンスの両方にプラスの影響を与えることを示しています。さらに、成功を確実にするためには、体験全体を通して刺激を維持することが重要であることも明らかになりました。

この論文の残りの部分は、次のとおり構成されています。セクション 2 では、ゲーミフィケーションとソフトウェア テスト教育の背景について説明します。セクション 3 では、ゲーミフィケーション体験に含まれるコース、参加者、体験で使用した資料について説明します。また、このセクションでは、体験で実行された手順と定義されたメトリックについても説明します。セクション 4 では、研究の質問に答えるための仮説をテストするために実行された統計分析の結果を示します。これらの結果については、セクション 5 で説明します。セクション 6 では、説明した調査結果の妥当性に対する脅威をリストします。最後に、セクション 7 で結論を導き、調査結果の意味を説明します。