Analyse von Programmieraufgaben durch Softwareproduktmetriken

Softwareentwicklung kann über Kennzahlen, die durch den Einsatz von Metriken erhoben werden, beobachtet und bewertet werden. Dabei kann sowohl das entwickelte Softwareprodukt als auch der Entwicklungsprozess Ziel der Beobachtung und Bewertung sein (Conte u. a., 1986). Der Einsatz von Metriken wird vielfach kritisch diskutiert: Auf der einen Seite steht die Aussage, dass ohne Messung keine Kontrolle möglich ist (z.B. (DeMarco, 1986)) und auf der andere Seite die Erkenntnis, dass die Messung das Ergebnis selber beeinflussen kann und viele Metriken gar nicht das messen, was sie zu messen vorgeben (z.B. (Kaner u. Bond, 2004)). Insgesamt kann der Einsatz von Softwaremetriken aber als etabliert betrachtet werden. Nicht nur in der industriellen Praxis, sondern auch in der Lehre werden Softwareprodukte entwickelt. Es handelt sich hierbei zwar nicht um Produkte im ökonomischen Sinne, aber doch um Artefakte, deren Eigenschaften mit denselben Metriken messbar sind. Zudem ist der Begriff der Kontrolle in Form von Lernfortschrittskontrollen ein zentraler Bestandteil der Lehre. Es erscheint daher sinnvoll, Werkzeuge zur Unterstützung der Lehre zu konzipieren, mit denen Kennzahlen automatisch gewonnen und analysiert werden können. Dies ist insbesondere in E-Learningund Blended-Learning-Szenarien wichtig, in denen eine (teil-)automatisierte Führung durch den Lernstoff angeboten werden soll und daher nicht immer ein Lehrender zur Verfügung steht, der die Leistungsfähigkeit seiner Studierenden einschätzt und ihnen passende Übungsaufgaben zuweist. Um hier eine Automatisierung zu erreichen sollte untersucht werden, wie Softwaremetriken zur Beobachtung des Lernprozesses und der dabei erzeugten Produkte einsetzbar sind. Der vorliegende Artikel stellt letzteres in den Fokus und befasst sich daher ausschließlich mit Softwareproduktmetriken. Aus praktischen Erwägungen heraus beziehen sich die im Folgenden diskutierten Ansätze und Ergebnisse auf Anfängervorlesungen zur Programmierung. Eine Generalisierung auf fortgeschrittene Lehrveranstaltungen zur Programmierung sowie Software Engineering im Allgemeinen bedarf zweifellos weiterer Forschungsarbeit, die weit über den Rahmen dieses Artikels hinaus geht. Der Artikel ist wie folgt gegliedert: Zunächst werden einige Szenarien skizziert, in denen Metriken zur Lehrunterstützung angewandt werden können. Im selben Abschnitt werden zudem grundsätzliche Analysemethoden und existierende Ansätze genannt. Anschließend werden Metriken vorgestellt, die bei der Analyse von Programmieraufgaben genutzt werden können. Danach werden mehrere Fallbeispiele diskutiert, in denen eine Auswahl der Metriken auf tatsächliche Lösungen von Programmieraufgaben angewandt wurden. Aus den daraus gewonnenen Erkenntnissen wird am Ende des Beitrags ein Fazit gezogen.