UM SÉRIO JOGO PARA APOIAR O ENSINO DE MODELAGEM DE PROCESSOS DE SOFTWARE COM BASE EM MAPAS CONCEITUAIS: UMA AVALIAÇÃO. Um jogo sério para apoiar o ensino de modelagem de processos de software baseado em mapas conceituais: uma avaliação experimental / Rafael Oliveira Chaves.
INTRODUÇÃO
Contextualização e motivação
Algumas disciplinas de ES possuem jogos para apoiar seu ensino, como gerenciamento de engenharia de software, processos de engenharia de software, requisitos de software, design de software, construção de software (CAULFIELD; VEAL; MAJ, 2011). Devido à conhecida importância do MPS para o processo de software e que seu aprendizado está se desenvolvendo tardiamente no ambiente profissional, verificou-se a possibilidade de aprimorar seu ensino de pós-graduação por meio de jogos sérios, pois estes apresentam vantagens significativas em relação a outros métodos de ensino. .
Hipótese
Jogar DesigMPS aumenta a eficácia de aprendizagem de MPS no nível de aplicação?
Como é a eficácia de aprendizagem de MPS com o DesigMPS comparada com a do ABP nos níveis de conhecimento, compreensão e aplicação?
O jogo é atrativo?
Quais são os pontos fortes e os pontos fracos do jogo?
- Objetivo geral
- Objetivos específicos
- Contribuição e relevância
- Metodologia
Desenvolvimento de um jogo didático MPS que facilite e amplie o uso de exercícios práticos da disciplina. O jogo pode ser usado para aprender como modelar qualquer processo MCMPS, desde que o processo possa ser modelado usando a sintaxe e semântica SPIDER_ML.
Revisão da literatura
Desenvolvimento da abordagem de ensino por meio de jogo para ensino de MPS A partir do estudo inicial foram definidos os objetivos e os requisitos de um jogo para
Questionários também foram elaborados para avaliar as percepções dos alunos sobre a adequação em termos de relevância do conteúdo, adequação, sequência, dificuldade e método de ensino, atratividade, pontos fortes e fracos.
Definição do processo de aplicação do jogo
Aplicação do jogo educacional
Avaliação e análise do jogo
Organização do trabalho
- Modelagem de processos de software
- Linguagem de modelagem de processos de software
- A Linguagem de Modelagem de Processos de Software – SPIDER_ML e a Ferramenta de Modelagem – SPIDER_PM
- Melhoria de processos de software
- Mapas conceituais
- Avaliação adaptativa
- Sistema de Avaliação Inteligente de Conhecimento - Intelligent Knowledge Assessment System
- Ensino de Engenharia de Software apoiado por jogos
Nesse contexto, as linguagens de modelagem de processos de software (LMPS) são aquelas utilizadas para descrever modelos de processos de software (ZAMLI; LEE, 2001). A ferramenta SPIDER_PM (SPIDER, 2010) foi desenvolvida para suporte computacional da modelagem de processos de software usando SPIDER_ML.
ESTADO DA ARTE SOBRE JOGOS PARA ENSINO DE ENGENHARIA DE SOFTWARE
- SIMSE (Software Engineering Simulation Environment)
Desenvolvido como tese por Navarro (2006), trata-se de um jogo de simulação de processos de software. O SIMSE permite a criação de modelos de processo de software mais complexos e completos do que os comumente utilizados na prática das disciplinas de engenharia de software, tais como: grandes equipes, projetos de grande escala, decisões críticas, múltiplos stakeholders, orçamento, programação e eventos inesperados e aleatórios . O SIMSE oferece aos alunos a oportunidade de experimentar diferentes aspectos do processo de software, por meio de modelos feitos sob medida que representam os fenômenos necessários para o aprendizado do aluno.
Uma importante contribuição deste trabalho é a compilação do que o autor chamou de “regras fundamentais da engenharia de software”, que são fenômenos que podem ocorrer durante o processo de software. Esses fenômenos ajudaram o autor a entender melhor as características da simulação de processos de software e orientaram os recursos necessários para a modelagem e simulação SIMSE. Além dos elementos do modelo de processo de software, existe um cenário gráfico que simula o espaço físico onde ocorre o processo de desenvolvimento.
DESIGMPS
- Game flow
- Criar modelos de processos de software de referência
- Desenvolvimento do DesigMPS
- Adaptação do IKAS para o contexto de avaliação de modelos de processo de software
- Comparação entre as funcionalidades do DesigMPS e Knowledge Assessment System - KAS
O aluno deve modelar o processo colocando os elementos e relacionamentos da lista (Figura 9.c) em suas posições corretas na estrutura do modelo de processo (Figura 8.b). A Figura 8 mostra a mais fácil, a etapa A: a estrutura do modelo de processo é fornecida com todos os relacionamentos marcados (END_TO_START, aceitos, negados) e alguns elementos preenchidos em suas posições corretas. 2 Você precisa arrastar e soltar o elemento em alguma posição na estrutura do modelo (para os estágios A, B, C) ou arrastar e soltar em algum lugar no quadro inferior direito da interface do jogo (para o estágio D).
Condições Todos os elementos/relacionamentos devem ser preenchidos em algum lugar da estrutura do processo, a lista deve estar vazia. Condições Todos os elementos/relacionamentos devem ser preenchidos em algum lugar da estrutura do processo, a lista deve estar vazia. Condições Todos os elementos/relacionamentos devem ser preenchidos em algum lugar da estrutura do processo, a lista deve estar vazia.
AVALIAÇÃO
- Estratégia de pesquisa e avaliação
- Questões de pesquisa, hipóteses, formulações e variáveis
- Instrumentação
- Intervenções (atividades de aprendizagem)
- Execução
Modele um processo de software alinhado com VER 1, VER 2 e VER 3 (processo de verificação MR-MPS-SW Nível D) usando SPIDER_ML. Identificar os elementos do processo de software (papel, artefacto, tarefa e ferramenta) e descrevê-los, ou seja, a sua característica e importância para o processo. O experimento foi realizado paralelamente em 2013 em duas turmas da disciplina Qualidade de Processos de Software (EM-05137 Tópicos Especiais em Engenharia de Software) que faz parte da grade curricular do Bacharelado em Sistemas de Informação (24 alunos no experimento) e Bacharel em Ciência da Computação (17 alunos no experimento).
Descrição da unidade de aprendizagem sobre modelação de processos de software Objetivo de aprendizagem: Os alunos devem ser capazes de modelar processos de software no contexto de MR-MPS-SW usando LMPS SPIDER_ML. Pré-requisitos: O aluno deve conhecer os conceitos básicos de engenharia de software, processo de software e MR-MPS-SW. Identificar e descrever os elementos de um processo de software e seus relacionamentos a partir de uma descrição textual.
ANÁLISE DOS DADOS
- Procedimentos
- Análise das questões de pesquisa
As hipóteses H02a e H02b foram combinadas para analisar a questão de pesquisa 2 (Como a eficácia do aprendizado do MPS com DesigMPS se compara com a do ABP nos níveis de conhecimento, compreensão e aplicação?) para o nível de aplicação. No pós-teste (ver Tabela 11), a comparação entre GA e GB, o teste t de Student bicaudal para amostras independentes resulta em um valor p = 0,0002* estatisticamente significativo, rejeitando a hipótese nula H02b: Haverá nenhuma diferença entre as pontuações do pós-teste entre o grupo A e o grupo B (ambos os grupos ainda serão igualmente proficientes após as atividades de aprendizado) no nível do aplicativo. No pós-teste, na comparação entre GA e GB, o teste U de Mann-Whitney bicaudal para amostras independentes resulta em um p-valor=0,8043, o que não é estatisticamente significativo, portanto não há evidências suficientes para rejeitar hipótese nula H02d: Não, haverá uma diferença entre as pontuações do pós-teste entre o grupo A e o grupo B (os dois grupos ainda serão igualmente habilidosos após as atividades de aprendizagem) no nível de conhecimento, conforme descrito na tabela 12.
As hipóteses H02e e H02f foram usadas para analisar a questão de pesquisa 2 (Como é a eficácia da aprendizagem do MPS com DesigMPS em comparação com a do ABP no nível de conhecimento, insight e aplicação?) no nível de compreensão. No pré-teste, a comparação entre GA e GB foi realizada por meio do teste t de Student bicaudal para amostras independentes, resultando em p-valor = 0,3701, o que não é estatisticamente significativo, portanto não há evidências suficientes para rejeitar a hipótese nula H02e: Não haverá diferença entre as notas do pré-teste dos grupos A e B (os dois grupos sorteados terão habilidades iguais) no nível de compreensão, conforme descrito na Tabela 13. No pós-teste, o a comparação entre GA e GB é o O teste t de Student bicaudal para amostras independentes resulta em um valor p=0,0578 que não é estatisticamente significativo, portanto, não há evidências suficientes para rejeitar a hipótese nula H02f: Não haverá diferença na pós - pontuações de teste entre o Grupo A e o Grupo A. Grupo B (ambos os grupos são igualmente competentes após as atividades de aprendizagem) no nível de compreensão, conforme descrito na Tabela 13.
DISCUSSÃO
- Ameaças à validade
Essas pontuações altas no pré-teste provavelmente são atribuídas às palestras e laboratórios usados para ensinar os conceitos de MPS antes de usar as atividades de aprendizado. Assim, outros resultados podem ser possíveis caso o resultado mínimo seja diferente do determinado neste experimento. Em conclusão, o DesigMPS é mais eficaz do que o ABP ao nível da aplicação e conduz inerentemente a uma melhoria do nível de compreensão.
No entanto, o simples fato de realizar o pré-teste pode ter tido um efeito de aprendizagem positivo. Os alunos já tinham experiência em UML e Modelagem Entidade-Relacionamento, o que pode ter beneficiado o aprendizado da modelagem de processos de software. No entanto, isso pode não ser suficiente para medir o real efeito de aprendizagem em relação ao nível de aplicação, ou seja, se os participantes aprenderam a usar seus novos conhecimentos em um contexto diferente do MCMPS usado no experimento.
CONCLUSÃO
Os resultados do teste das hipóteses nulas H02a e H02b mostraram que o DesigMPS fornece melhor aprendizado de MPS no nível de aplicativo do que o ABP; os resultados do teste das hipóteses nulas H02c e H02d mostraram que o DesigMPS proporciona aprendizado de MPS no mesmo nível de conhecimento do ABP; e os testes das hipóteses nulas H02e e H02f para nível de compreensão mostraram que o DesigMPS proporciona aprendizado equivalente ao ABP. Assim, pode-se perceber que, comparado ao PBL, o jogo possibilita um melhor aprendizado apenas no nível do aplicativo.
Quais são os pontos fortes e pontos fracos do jogo?
Trabalhos futuros
A complexidade da avaliação experimental de jogos educativos provavelmente resultou no fato de que poucos jogos educativos de SE foram avaliados para medir sua eficácia de aprendizagem. Os alunos contribuíram com pensamentos sobre pontos fortes, fracos e sugestões de melhoria. Com base no feedback dos alunos, o jogo está sendo aprimorado para melhorar o feedback sobre os erros de modelagem, implementando um tutor inteligente (BURNS; CAPPS, 1988) que mostra o erro e explica a causa.
Também está sendo aperfeiçoado o método de correção do modelo, que permite ao aluno maior liberdade criativa na modelagem, com o objetivo de eliminar o efeito de embelezamento pela repetição do mesmo modelo. Ainda é importante desenvolver um material de apoio teórico detalhado sobre PMS a ser fornecido juntamente com o jogo, com o objetivo de possibilitar um maior grau de aprendizagem independente. Planejamos continuar a explorar e adaptar CM como ferramentas educacionais para ensinar SPM.
Publicações Eventos Eventos
Software Process: Modeling, Evaluation and Improvement. eds) Handbook of Software Engineering and Knowledge Engineering. A Comparison of Six UML-Based Languages for Modeling Software Processes, IEEE Transactions on Software Engineering, v. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON SOFTWARE ENGINEERING (ICSE'00), 22nd Journal IEEE Software, IEEE Computer Society Press, Los Alamitos, CA, USA, v. 2013) Software Process Management: A Model-Based Approach.
Key Practices of the Capability Maturity Model, versie 1.1 technisch rapport SEI-93-TR-25, Software Engineering Institute, Carnegie Mellon University, VS, 1993. SPIDER – Software Process Improvement: Development and Research, "SPIDER_ML - Technical Specification", Federal Universiteit van Pará, Brazilië, 2009. SPIDER – Software Process Improvement: Development and Research, SPIDER_PM Technical Specification, Federal University of Pará, Brazilië, 2010.
APÊNDICES
PRÉ/PÓS-TESTES
Se T3 e T4 forem executados com sucesso, a tarefa T5 é iniciada e a saída do artefato recebe A3 e A4, produzidos por T3 e T4, respectivamente, como entradas. Modele um processo de software alinhado a VER 1, VER 2 e VER 3 (processo de verificação de nível D do MR-MPS-SW) usando o PML SPIDER_ML. Defina os relacionamentos entre os elementos e a ordem de prioridade (end_to_start, start_to_start, start_to_end) entre as tarefas.
DF.2 Análise de dados de motivação em estudos de modelagem de processos de software Motivação.
QUESTIONÁRIO APLICADO PARA CAPTURAR A PERCEPÇÃO DOS ALUNOS SOBRE A VARIÁVEL Y.7 – ADEQUAÇÃO
PONTUAÇÕES DOS PRÉ/ PÓS-TESTES
