WARP - ein Trainingssystem für UML-Aktivitätsdiagramme mit mehrschichtigem Feedback

Abstract

Die UML-Aktivitätsdiagramm-Modellierung ist ein wichtiges Thema im Informatik-Studium und verwandten Studiengängen und dient als Grundlage der Programmierausbildung. Studierende sollen dabei lernen, bereits vor der Implementierung über ihre Programme nachzudenken und diese auf einem höheren Abstraktionsniveau zu skizzieren. Aus pragmatischen Gründen werden entsprechende Übungsaufgaben in der Regel separat gestaltet, so dass entweder die abstrakte Modellierung oder die Programmierung geübt und bewertet wird. Wir haben nun einen Aufgabentyp konzipiert und eine entsprechende tutorielle Web- Anwendung WARP implementiert, mit der die Modellierung von dynamischen Programmeigenschaften mit Hilfe von Aktivitätsdiagrammen gemeinsam mit der Erstellung von Programmcode eingeübt werden kann. Studierende zeichnen dabei Aktivitätsdiagramme, deren Syntax um konkreten Programmcode erweitert ist, und definieren so das Verhalten eines Agenten in einer Roboter-Simulations-Umgebung, der dort eine Aufgabe zu lösen hat. Die Studierenden erhalten zu ihren gezeichneten Aktivitätsdiagrammen Feedback auf mehreren Ebenen: 1) syntaktische Korrektheit des Diagramms, 2) syntaktische Korrektheit des automatisch erzeugten Programmcodes, 3) visuelle Rückmeldung der Ausführung des Programms in einer Robotersimulationsumgebung, 4) Unit-Tests bzw. Metriken zur Ausführung des Programmes. Insbesondere das visuelle Feedback trägt nicht nur zur Motivationssteigerung bei, sondern regt auch zum Nachdenken und Verstehen der Programmkonstrukte an. Die Anwendung wurde im Übungsbetrieb einer Softwaretechnik-Vorlesung mit etwa 250 Studierenden im Sommersemester 2013 eingesetzt und erfolgreich evaluiert.