Métricas e Qualidade de Software

Um Plano Goal/Question/Metrics para Aprendizado Baseado em Problemas na Engenharia de Software

Jonas M. Chagas1, Joao Pablo S. da Silva ˜1 

1Campus Alegrete – Universidade Federal do Pampa

Avenida Tiaraju, 810 – Alegrete, RS, Brazil ´

[e-mail], [e-mail]

Abstract. Problem-Based Learning (PBL) is a teaching-learning constructivist approach that has been used to teach software engineering. Its constructivist nature requires that the learning should be continuously monitored from diffe rent perspectives, which are not always clearly defined for teachers. Thus, we proposed in this work a Goal/Question/Metrics (GQM) Plan to monitor the stu dents learning in PBL-based Software Engineering courses. The proposed Plan was made by applying the GQM method and evaluated by performing a pilot in a Higher Education Institution. As a result, we obtained evidence that the proposed GQM Plan is useful to monitor the teaching-learning process.

Resumo. A Aprendizagem Baseada em Problemas (ABP) e uma aborda- ´ gem construtivista de ensino-aprendizagem que tem sido usada para ensi nar conteudos relacionados ´ a Engenharia de Software (ES). A natureza cons- ` trutivista de ABP requer que a aprendizagem dos discentes seja continua mente monitorada de diferentes perspectivas, as quais nem sempre estao cla- ˜ ramente definidas para os docentes. Assim, propoe-se neste trabalho um Plano ˜ Goal/Question/Metrics (GQM) a ser usado em componentes curriculares que utilizam ABP para ensinar ES. O plano em questao foi elaborado aplicando o ˜ metodo GQM e avaliado em um piloto executado em uma Instituic¸ ´ ao de Ensino ˜ Superior (IES). Como resultado, foram geradas evidencias que indicam que o ˆ Plano GQM proposto e´ util para monitorar o processo de ensino-aprendizagem. ´

1. Introduc¸ao˜

A Aprendizagem Baseada em Problemas (ABP) e uma abordagem construtivista de ´ ensino-aprendizagem que explora problemas de diversos tipos, permitindo o desenvol vimento do racioc´ınio logico, da criatividade, o aumento da motivac¸ ´ ao e da interpretac¸ ˜ ao˜ de textos pelo discente quando da resoluc¸ao de problemas [Martins 2002]. A literatura es- ˜ pecializada reporta o uso ABP como metodologia estrategica para o ensino de conte ´ udos ´ relacionados a Engenharia de Software (ES) [Cheiran et al. 2017]. A natureza construti- ` vista de ABP requer que a aprendizagem dos discentes seja continuamente monitorada de diferentes perspectivas, as quais nem sempre estao claramente definidas para os docentes. ˜ Diante disso, faz-se o seguinte questionamento: o que deveria ser observado ao aplicar ABP no ensino de ES de forma a perceber claramente se os objetivos de aprendizagem estao sendo atingidos? ˜

Para responder essa questao, prop ˜ oe-se neste trabalho um Plano ˜ Goal/Question/Metrics (GQM) a ser usado em componentes curriculares que utili zam ABP para ensinar ES. GQM e uma abordagem orientada ´ a metas que permite a `

definic¸ao˜ top-down de um processo de medic¸ao e a an ˜ alise e interpretac¸ ´ ao˜ bottom-up dos dados de medic¸ao [Van Solingen and Berghout 1999]. Para definir o Plano GQM ˜ proposto, primeiramente, foram estabelecidas as metas de medic¸ao. Ap ˜ os, para cada ´ meta de medic¸ao, foi derivado um conjunto de quest ˜ oes relacionadas. Por fim, foram ˜ especificadas as medidas necessarias para responder cada uma das quest ´ oes. O Plano ˜ GQM foi avaliado em um piloto executado em uma Instituic¸ao de Ensino Superior (IES) ˜ que usa ABP para ensinar ES.

O restante do trabalho esta organizado como segue. Na Sec¸ ´ ao 2 ˜ e apresentada ´ uma breve visao geral dos principais conceitos relacionados ˜ a este trabalho. Na Sec¸ ` ao 3 ˜ sao relatados alguns trabalhos relacionados e como eles foram descobertos. Na Sec¸ ˜ ao 4 ˜ e descrita a execuc¸ ´ ao do GQM para a criac¸ ˜ ao do Plano de M&A proposto. Na Sec¸ ˜ ao 5 ˜ e reportada a execuc¸ ´ ao do piloto e os resultados obtido ao final. Por fim, na Sec¸ ˜ ao 6 s ˜ ao˜ apresentadas as conclusoes e trabalhos futuros. ˜

2. Fundamentac¸ao Te ˜ orica ´

A seguir, e apresentada uma vis ´ ao geral sobre ABP e GQM. ˜

2.1. Aprendizado Baseado em Problemas

ABP e uma abordagem construtivista de ensino-aprendizagem que explora problemas ´ de diversos tipos, permitindo o desenvolvimento do racioc´ınio logico, da criatividade, o ´ aumento da motivac¸ao e da interpretac¸ ˜ ao de textos pelo discente quando da resoluc¸ ˜ ao do ˜ problema [Martins 2002]. A Figura 1 mostra os principais elementos envolvidos na ABP. O problema a ser resolvido e o gatilho para o processo de aprendizagem. O conhecimento ´ representa o que e necess ´ ario saber para encontrar uma soluc¸ ´ ao vi ˜ avel para o problema. O ´ discente e aut ´ onomo e respons ˆ avel pela construc¸ ´ ao dos conhecimentos necess ˜ arios para ´ resolver o problema. O tutor atua como facilitador no processo de aprendizagem.

[pic 1]

Figura 1. Elementos envolvidos em ABP.

O uso de ABP como estrategia metodol ´ ogica favorece: (i) integrac¸ ´ ao entre uni- ˜ versidade e empresa, uma vez que os discentes podem trazer para a universidade proble mas de diversos dom´ınios, mantendo o contato com as empresas e seus problemas; (ii) integrac¸ao entre ensino e pesquisa, porque os docentes, ao supervisionarem grupos com ˜ problemas ainda nao resolvidos, podem aplicar t ˜ ecnicas atuais; (iii) relac¸ ´ ao entre em- ˜ presa e pesquisa, pois os problemas das empresas podem ser estudados diretamente pela academia [Araujo and Sastre 2009]. ´

2.2. Goal/Question/Metrics

O GQM e uma abordagem orientada a metas para medic¸ ´ ao de produto, projeto ou pro- ˜ cesso, a qual permite a definic¸ao˜ top-down de um processo de medic¸ao e a an ˜ alise e ´

interpretac¸ao˜ bottom-up dos dados de medic¸ao. O m ˜ etodo GQM, conforme pode ser ´ visto na Figura 2, e formado por 4 fases: planejamento, definic¸ ´ ao, coleta de dados e ˜ interpretac¸ao [Van Solingen and Berghout 1999]. ˜

[pic 2]

Figura 2. Visao geral do m ˜ etodo GQM [Van Solingen and Berghout 1999]. ´

A fase de planejamento tem o objetivo de coletar todas informac¸oes necess ˜ arias ´ para dar in´ıcio ao processo, alem de preparar e motivar os membros da organizac¸ ´ ao para o ˜ programa de medic¸ao. Existem 5 etapas para cumprir essa fase: estabelecer o time GQM, ˜ selecionar uma area de melhoria, escolher um projeto para aplicac¸ ´ ao, elaborar o plano ˜ de projeto e formac¸ao e promoc¸ ˜ ao. A fase de definic¸ ˜ ao tem como objetivo realizar todas ˜ atividades necessarias para efetivamente estabelecer um plano de medic¸ ´ ao. Nessa fase s ˜ ao˜ realizadas as seguintes atividades: definic¸ao de metas, realizac¸ ˜ ao de entrevistas, definic¸ ˜ ao˜ de questoes, definic¸ ˜ ao de medidas, criac¸ ˜ ao do plano GQM, criac¸ ˜ ao do plano de medic¸ ˜ ao, ˜ criac¸ao do plano de an ˜ alise e revis ´ ao dos planos [Van Solingen and Berghout 1999]. ˜