Softwareprozesse und Software Engineering Methoden gehören zu den Wissensgebieten des Software Engineering (SE), deren anschauliche Vermittlung besonders herausfordernd ist.
Mit der Spezifikation „Essence – Kernel and
Language for Software Engineering Methods“
Dieser Beitrag beschreibt die Eigenschaften der Essence-Spezifikation im Hinblick auf Ihre Eignung, Studierende in die Welt der SE-Methoden einzuführen.
Um ein tiefes Verständnis der Essence-Konzepte zu ermöglichen, bedarf es eines geeigneten Ansatzes. Der hier vorgestellte integrierte Ansatz führt Studierende schrittweise in Essence-Konzepte ein, lässt sie diese in einer virtuellen Spielumgebung erproben und schließlich erfolgreich praktisch in SE-Aufgaben einsetzen. Dabei unterstützt eine effiziente und vielseitige Lernumgebung bei der aktiven Konstruktion von Wissen. Sie regt die Eigenaktivitäten der Lernenden an, ermöglicht die Betrachtung des Lerngegenstands aus verschiedenen Perspektiven und fördert früh Artikulation und Reflexion im sozialen Austausch. Ziel dieses Ansatzes ist es, Studierende des SE für die Vielfalt der zu berücksichtigenden Dimensionen einer SE-Aufgabe zu sensibilisieren und ihnen darüber hinaus eine wertvolle Orientierungshilfe für die Verwendung von SE-Methoden innerhalb und außerhalb des Curriculums zu erschließen. Dabei wird großer Wert auf die Übertragbarkeit der erlangten Erkenntnisse auf andere Kontexte gelegt.
Ein idealtypischer Grundsatz konstruktivistischer
Didaktik lautet: „Jeder Sinn, den ich selbst für mich
einsehe, jede Regel, die ich aus Einsicht selbst
aufgestellt habe, treibt mich mehr an, überzeugt mich
stärker und motiviert mich höher, als von außen
gesetzter Sinn, den ich nicht oder kaum
durchschaue…“
Die Notwendigkeit von definierten Prozessen und Methoden in der Softwareentwicklung erschließt sich Studierenden erfahrungsgemäß nicht zwingend intuitiv. Häufig besteht hier die Auffassung, dass (überschaubar komplexe) eigene Projekte in der Vergangenheit mehr oder weniger gut auch ohne "einschränkende Vorschriften" zu bewältigen waren. In Vorlesungen wird eine tiefergehende Diskussion, Analyse bzw. der Vergleich von SEMethoden durch einen meist (noch) relativ engen Erfahrungshorizont erschwert und begrenzt. In Kursprojekten, welche Lehrveranstaltungen begleiten oder abschließen, können häufig folgende Beobachtungen angestellt werden:
ner gegebenen SE-Methode zu orientieren.
stellung von geforderten Artefakten und führt schnell zur Spezialisierung Einzelner im Team. Es entsteht eine Fixierung auf fachliche und/oder technologische Details. Dabei geht mehrheitlich der Blick für "das große Ganze" der SE-Aufgabe verloren.
Die Gesellschaft für Informatik e.V. empfiehlt, „…
nicht nur gegenwartsnahe Inhalte zu vermitteln
sondern auch theoretisch untermauerte Konzepte
und Methoden, die über aktuelle Trends hinweg
Bestand haben. … Dabei wird … ‚strukturelles’ …
Denken verlangt. … ‚Strukturelles’ Denken … ist
mehr-dimensional, es erfordert die gleichzeitige
Erfassung mehrerer Entitäten mit ihren
strukturellen und Verhaltens-Beziehungen.” (Gesellschaft
für,
Mit Essence liegt nun ein Standard
bung gestaltet werden, welche den Einstieg in Essence erleichtert, auf den praktischen Einsatz vorbereitet und ein möglichst tiefes Verständnis fördert?
Im Folgenden untersucht dieser Beitrag die o.g. Fragestellungen. Da die Essence-Spezifikation vergleichsweise jung ist, werden vorab zentrale Konzepte und Elemente der Spezifikation und des SEMAT Essence Kernel in Kürze vorgestellt. Der Beitrag schließt mit einem Fazit, gibt einen kurzen Ausblick und beschreibt die nächsten geplanten Schritte des Sim4SEEd-Projekts.
SEMAT Essence
Die Spezifikation „Kernel and Language for Software
Engineering Methods (Essence)“
Kernel unterscheidet Essence von vorangehenden
Ansätzen wie SPEM
Abbildung 1 stellt den strukturellen Aufbau des Standards dar. Die Sprache (Language) liefert mit einem Metamodell die syntaktische Infrastruktur, mit welcher die grundlegenden Konzepte in einem Kernel abgebildet werden (1). Auf Basis dieser Konzepte werden Praktiken (Practices) definiert (2), welche schließlich zu Methoden (Methods) zusammengesetzt werden können (3). Der Essence Kernel verfolgt nicht das Ziel, jedes denkbare Detail einer jeden verfügbaren SE-Methode abzubilden.
Sein Ziel ist es, so klein und universell wie möglich die Essenz dessen abzubilden, was jeder SEAufgabe innewohnt. Dazu verwendet der Essence Kernel die Konzepte von Alphas, Activity Spaces und Competencies.
Alphas (Abkürzung für Abstract-Level Progress Health Attribute) repräsentieren die essentiellen Elemente, deren Fortschritt (Progress) und Gesundheit (Health) ein jedes Team andauernd im Blick und Endeavour) ersichtlich, welche für eine Strukturierung sorgen. Jedes Alpha verfügt über eine Menge definierter Zustände, sog. Alpha States. Ziel einer jeden SE-Aufgabe ist es, für jedes Alpha von einem Anfangszustand über dessen Folgezustände hin zu einem gewünschten Endzustand zu gelangen. Dabei müssen die Alphas balanciert weiterentwickelt werden. Eine Checkliste mit Checkpoints für jeden Alpha State dient als Basis für die Feststellung des aktuellen Zustands eines Alpha. Ausgehend vom aktuellen Zustand der Alphas ergeben sich deren angestrebten Folgezustände. Die Alphas des Essence Kernel sind sehr universell gehalten und werden häufig nicht für die detaillierte Beschreibung einer SE-Methode ausreichen. Daher kann der Essence Kernel durch Kernelerweiterungen flexibel nach Bedarf ergänzt werden. Die in der Spezifikation enthaltene Development Extension bspw. fügt die Sub-Alphas Requirement Item, Software System Elebehalten sollte. Sie beschreiben die Dinge, mit welchen immer gearbeitet wird, sobald Software entwickelt, gewartet oder unterstützt wird. Abbildung 2 stellt die 7 Alphas des Kernel sowie deren Beziehungen untereinander dar. Die Alphas des Essence Kernel sind: Stakeholder, Opportunity, Requirements, Software System, Team, Work und Way of Working.
Aus der Abbildung ist auch die Organisation des Kernel in 3 sog. Areas of Concern (Customer, Solution ment und Bug ein, welche die Kernel Alphas Requirements und Software System weiter strukturieren und genauer beschreiben. Mit ihrer Verwendung kann zur Laufzeit eines Softwareprojekts nicht mehr nur der Fortschritt aller Anforderungen (Requirements) in ihrer Gesamtheit, sondern jeder einzelnen Instanz eines Anforderungselements analysiert und gesteuert werden.
Tabelle 1 stellt in Spalte 3 die Activity Spaces des Essence Kernel dar. Diese dienen als abstrahierte Platzhalter für konkrete Aktivitäten. Jeder Activity Space zielt auf die Erreichung eines oder mehrerer eines bestimmten Alpha State. Diese Beziehungen sind in Abbildung 3 zusammengefasst.
Die freie Komposition von Practices erfolgt in Methoden (Methods). Essence fordert dazu auf, auch Area of
Concern Customer Solution Endeavour
Alphas Opportunity Stakeholders Requirements Software System Work Team Way of Working
Activity Spaces Explore Possibilities Understand Stakeholders Needs Ensure Stakeholder Satisfaction Use the System Understand the Requirements Shape the System Implement the System Test the System Deploy the System Operate the System Prepare to do the Work Coordinate Activity Support the Team Track Progress Stop the Work
Competencies Stakeholder Represen
tation Analysis Development Testing Leadership Management Tabelle 1: Essence Kernel: Die Areas of Concern und ihre zugeordneten
Alphas, Activity Spaces und Competencies Alpha States. Aktivitäten erfordern spezifische Kompetenzen (Competencies) auf einem definierten Kompetenzniveau (Competency Level). Der Essence Kernel definiert 6 Kompetenzen mit verschiedenen Niveaus. Diese sind ebenfalls in Tabelle 1 dargestellt.
Da der Kernel unabhängig von jeder SEMethode definiert ist, fehlen hier designbedingt methodenspezifische konkrete Aktivitäten (Activities) und Arbeitsergebnisse (Work Products). Diese werden erst in Praktiken (Practices) auf Basis des Kernels definiert. Practices stellen wiederholbare Ansätze dar, begrenzte Aspekte innerhalb einer SEAufgabe systematisch und verifizierbar mit einem spezifischen Ziel anzugehen. Eine Practice könnte bspw. die Verwendung von User Stories sein, um Benutzeranforderungen festzuhalten. Die in Practices definierten konkreten Aktivitäten sind jeweils einem Activity Space des Kernels zugeordnet. Activity Spaces dienen somit der Organisation von Activities. Arbeitsergebnisse (Work Products) können auf verschiedenen Detaillierungsstufen (Levels of Detail) definiert werden. Sie beschreiben praktikspezifisch Alphas und dienen als Nachweis für die Erreichung während einer laufenden SE-Aufgabe agil auf neue Entwicklungen und Erkenntnisse zu reagieren, und Practices bei Bedarf in die verwendete SE-Methode einzuführen oder auszutauschen.
Die Essence-Spezifikation in ihrer Breite und
Tiefe vorzustellen, würde den Rahmen dieses Beitrags
sprengen. Hier sei auf weitere Literatur verwiesen
Es soll nicht unerwähnt bleiben, dass die
SEMATIdeen nicht ohne Kritiker waren
Bei der Beantwortung dieser Frage sollen zwei Aspekte besondere Berücksichtigung finden:
Die Verbreitung von SE-Methoden in
unterschiedlichsten Formaten verwehrt Einsteigern
einen einheitlichen Zugang. "This can get very
confusing [...] as the lack of any common ground
between the sources can lead to people saying the
same thing in different ways and different things in
the same way."
Die Beschreibung von Praktiken auf Basis des Kernels, erleichtert deren Einordnung. Ist der Kernel bekannt, so bezieht sich jede Essence-Praktik auf etwas bereits Bekanntes, was das Erlernen einer Praktik nachhaltig erleichtert.
"[Essence promotes] learning and training
focused on the essentials..."
Der Kernel ist auch im physischen Sinne „greifbar“ (tangible). Über eine Kartenmetapher lassen sich die wichtigsten Aspekte der Alphas und deren Alpha States als Karten – ganz wie in einem Kartenspiel – betrachten und tatsächlich anfassen. Essence definiert hierzu die Anatomie verschiedener Kartentypen. Druckt man sich die Karten des Kernel oder einer SE-Methode aus, lässt sich bei Diskussionen sehr agil damit arbeiten. So werden bspw. Alpha State-Karten einfach verschoben, um gegenwärtige und angestrebte Situationen zu visualisieren. Dies verdeutlicht, dass es sich nicht „nur“ um abstrakte Konzepte, sondern um handfeste praktische Unterstützung bei der Bewältigung einer SEAufgabe handelt.
„[Essence] focuses on the needs of the software
professional and values the ‘use of methods’ over
‘the description of method definitions’ (the normal
priority in the past).“
Das Konzept der Alphas und ihrer Zustände (Alpha States) fordert die andauernde Auseinandersetzung mit den essentiellen Dimensionen der SEAufgabe. Fortschritt und Gesundheit aller relevanten Dimensionen werden strukturiert und regelmäßig bewertet. In Kursprojekten bietet dies einen hervorragenden Anlass, im Team über den aktuellen Stand zu diskutieren und neue Ziele zu vereinbaren – ohne sich dabei ausschließlich in fachlichen oder technischen Details des Projekts zu verlieren.
Der Essence Kernel hilft dabei, Diskussionen im Team zu steuern. Die verfügbaren Checklisten halten dazu an, über Bereiche nachzudenken, welche zu Problemen heranwachsen könnten – auch dann, wenn das Team dies aus eigener Erfahrung noch nicht vorhersehen würde. Die Checklisten helfen, in der Diskussion die richtigen Fragen zu stellen, um zu besseren Entscheidungen zu gelangen.
Die Beziehungen zwischen Alphas, Alpha States, Activity Spaces, Activities, Work Products und Competencies ergänzt um das Konzept der Patterns (sichtbar in Abbildung 3) sorgen dafür, dass sich ausgehend von den aktuellen Zuständen der Alphas die notwendigen Aktivitäten zur Erreichung der als nächstes angestrebten Zustände ableiten lassen.
Es ist die Aufgabe von SE-Methoden, zu beschreiben, WER WAS WANN in einer SE-Aufgabe tun sollte. Im Hinblick auf ein angestrebtes tiefes Verständnis, ist insbesondere die Frage nach dem WARUM von Bedeutung. Essence bietet hier mit dem Bezug der Activities und Work Products auf Alpha States ein methodenübergreifendes einheitlitenzen für jede Aktivität verdeutlichen, dass es auch außerhalb der Solution Area of Concern wichtige Betätigungsfelder gibt.
Im Berufsleben werden Studierende auf eine Vielzahl von SE-Methoden und Praktiken treffen. Die Kompetenz, diese neuen Praktiken und Methoden auf einer gemeinsamen Basis einzuordnen, Gemeinsamkeiten und Unterschiede zu erkennen, um daraus eigene Schlüsse zu ziehen, wird im Berufsleben von großem Wert sein. Sie erleichtert die Kommunikation zwischen verschiedenen Projektteams und Organisationen, welche unterschiedliche
Abb. 3: Essence Language: konzeptioneller Überblick
Damit liefert Essence neben einem einheitlichen Vokabular in vielfacher Hinsicht Orientierung und strukturiertes direkt einsetzbares Expertenwissen in Form von Checklisten. Die Greifbarkeit über die Kartenmetapher nimmt dem Lerngegenstand etwas von seiner Abstraktheit. Der Kernel dient als Wegweiser, regt fortlaufend zur Reflexion an, WARUM etwas getan wird und fordert die Betrachtung aller essentiellen Dimensionen. Die definierten Kompe
Die fortwährende Berücksichtigung aller relevanten Dimensionen in Form von Alphas und ihren Alpha States schärft die Kompetenz, über die aktuell wichtige Detailaufgabe hinauszuschauen und „das große Ganze“ im Blick zu behalten. Checklisten, welche helfen, die richtigen Fragen zu stellen, unterstützen beim Aufbau einer kritischen Denkweise. Es wird zu zielgerichteter, strukturierter und verifizierbarer Arbeitsweise angehalten – mit einem starken Fokus auf dem Zweck jeder Aktivität.
Die freie Kombination von Best Practices zu Methods schafft mehr Flexibilität und Freiheit als eher monolithisch anmutende vorangehende Ansätze. Die Einbindung neuer Ideen und Praktiken in bestehende SE-Methoden und in laufenden Softwareprojekten wird dadurch erleichtert. Vermittelt wird hier die Kompetenz, die erlernten Konzepte auf andere Kontexte zu übertragen.
Verschiedene SE-Methoden und Softwareprozesse sind unterschiedlich gut für bestimmte Anwendungskontexte geeignet. Ohne sich früh auf einzelne Anwendungskontexte festzulegen, können auf Basis des Essence Kernel verschiedene Ansätze vorgestellt werden. Essence gestattet es dabei sehr gut, den Detaillierungsgrad einer SE-Methode zu gestalten. So können Anzahl, Breite und Tiefe der vorgestellten SE-Methoden flexibel an den Bedarf von Lehrveranstaltungen angepasst werden.
Veranstaltungsübergreifend bietet Essence mit dem Kernel eine gemeinsame Basis und Anknüpfungspunkte. Sind die Grundkonzepte erlernt, so lassen sich verschiedene Praktiken und Methoden didaktisch daraus entwickeln.
Die Arbeit mit Essence wird bereits durch digitale Werkzeuge unterstützt, ist jedoch nicht an diese gebunden. So wird eine Vielzahl von Lernarrangements ermöglicht, welche den Lerngegenstand weniger abstrakt erscheinen lassen.
Neu auftauchende SE-Praktiken werden sich auf Basis des Kernels leichter in SE-Methoden integrieren und vermitteln lassen.
In der Antwort auf eine Kritik bemerkte einer
der SEMAT Initiatoren, „… be prepared to read
carefully since it unfortunately takes time to get
under the skin of the ideas. “
Warum „spielerisch“ und „integriert“? „Integriert“ meint im Sinne der Duden-Definition „so beschaffen, dass Unterschiedliches, Verschiedenartiges miteinander verbunden, vereinigt ist“. Im Ansatz, welcher in diesem Beitrag vorgestellt wird, werden aktivierende spielbasierte Konzepte und Simulation dort eingebunden, wo sie aufgrund ihrer Charakteristik einen Beitrag zur Erreichung der Lernziele leisten. Der Begriff „integriert“ passt an dieser Stelle nur bedingt, denn wie der folgende Abschnitt zeigt, sind Spielen und Lernen grundsätzlich nichts Verschiedenartiges. Simulation und spielbasierte Ansätze unterstützen in den Phasen, wo es ohne sie traditionell an Interaktivität mangelt, wo die aktive Konstruktion von Wissen sonst nicht optimal unterstützt wird. Sie tragen zur Erreichung der Lernziele bei, indem Sie eine motivierende, fesselnde Lernumgebung schaffen, die zur aktiven Auseinandersetzung mit einem traditionell eher abstrakten Lerngegenstand einlädt.
In einem Kursprojekt, in welchem die Lernenden aktiv sind, bedarf es aus dieser Sicht keiner weiteren Aktivierung. Hier liefert der vorgestellte Ansatz jedoch Orientierungshilfe und Anlässe zur Artikulation, Diskussion und Reflexion, welche erneut der aktiven Wissenskonstruktion dienen.
Die Phase der theoretischen Einführung und die Phase des praktischen Einsatzes von SEMethoden werden in diesem Ansatz durch eine Phase verbunden, in welcher die kennengelernten Konzepte in einem Simulationsspiel virtuell erprobt und vertieft werden. Werkzeuge aus dieser Phase des virtuellen Einsatzes finden auch im praktischen Einsatz Verwendung, so dass hier ein weiteres verbindendes Element besteht.
Damit integriert dieser Ansatz Theorie- und Praxisphasen und bindet unterstützende Elemente aus spielbasierten Konzepten ein. Er gibt den Studierenden die Möglichkeit, schrittweise auf Bekanntes aufzubauen, das erlangte Verständnis zu erweitern, es zu vertiefen und auf andere Kontexte zu transferieren.
In einem Beitrag der SEUH 2013 (Jöran
Pieper, 2013) wurden Vorzüge und Beispiele für den
Einsatz von Simulation und Digital Game-Based
Learning (DGBL) für den Bereich der
Softwareprozesse in der SE-Ausbildung beschrieben.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass Spiel und
Nachahmung als natürliche Lernstrategien
lebenslang wichtige Akkommodations- und
Assimilationsstrategien bleiben
Bisherige Forschungsergebnisse zeigten, dass
die sorgfältige Planung und Einbettung von
Spielaktivitäten in das Curriculum, ausreichende
Anleitung, detailliertes Feedback, Diskussion sowie
die gründliche Auswertung und Erklärung von
Spielresultaten eine essentiell wichtige Rolle für
einen Lernerfolg spielen
Der hier vorgestellte integrierte Ansatz gliedert sich in 3 + X Phasen. Die einzelnen Phasen bauen aufeinander auf. Die Phasen 1 bis 3 dienen dabei der Einführung in Essence und den Essence Kernel sowie der praktischen Erprobung in virtuellen und realen Projektumgebungen. Die Phasen 4 bis X dienen der weiteren Vertiefung und lassen die Lernenden über die Rolle von Essence Method-Konsumenten hinauswachsen.
In dieser Phase machen sich Studierende mit
Essence und dem Essence Kernel vertraut. Ziele, Vorteile
und die grundsätzliche Struktur des Kernels
werden kennengelernt. Als passende Lernmethoden
dienen hierbei Literaturstudium, Fallstudien sowie
Lehrvorträge in der klassischen Vorlesung. In
dieser Phase soll das Interesse geweckt und zur
aktiven Auseinandersetzung mit dem Thema angeregt
werden. Zum Literaturstudium sind zahlreiche
Quellen, einschließlich der gut lesbaren
Spezifikation, verfügbar. Auch Fallstudien zur Verwendung
des Essence Kernel in verschiedenen Projektphasen
sind zu finden
Für ein interaktives Kennenlernen des Essence Kernel, insbesondere der Alphas und ihrer Beziehungen untereinander, wurde im Sim4SEEdProjekt ein Lernspiel entwickelt, welches sich ohne weitere Installationen im Browser ausführen lässt. Spieler sollen mit Hilfe des Spiels in die Lage versetzt werden, die Elemente des Essence Kernel zu benennen, Definitionen korrekt zuzuordnen und Beziehungen zwischen den Elementen herzustellen.
Um die Vorlesung in dieser Phase interaktiv,
motivierend und fesselnd zu gestalten, eignet sich
das kostenfrei online verfügbare Kahoot!
Zum Ende dieser Phase sollten allen Teilnehmenden die grundlegenden Konzepte und Elemente des Essence Kernel bekannt sein. Je nach Fokus wurden evtl. schon einzelne Konzepte vertieft.
In dieser nächsten Phase werden die erlernten Konzepte angewendet, um deren Zusammenspiel zu verdeutlichen und die bereits erlangten Erkenntnisse zu vertiefen. Als Lernmethode wird hier ein interaktives kollaboratives Simulationsspiel genutzt, welches im Rahmen des Sim4SEEdProjekts entwickelt wird.
Lernziel dieses Simulationsspiels ist es, sich in einem simulierten Softwareprojekt mit Hilfe des Essence Kernel und einer zuvor gewählten SEMethode, welche auf Basis des Kernels definiert wurde, zurechtzufinden. Dabei stoßen die Spieler auf Kernel-Erweiterungen und Praktiken (Practices), welche den Essence Kernel methodenspezifisch ergänzen. Spieler sollen dabei die vorgegebene SE-Methode – wie in einem Adventure-Spiel – erkunden und die entdeckten Methodenelemente einsetzen. Dabei ist es wichtig, die richtigen Dinge (Activities) in der richtigen Reihenfolge zu tun und über alle relevanten Dimensionen (Alphas, Alpha States) der Aufgabe nachzudenken. Die Spieler erkennen dabei, dass unterschiedliche Aktivitäten (Activities) verschiedene Kompetenzen erfordern.
Die Einschätzung der Alpha States wird durch die Rückmeldung der virtuellen Spielfiguren ermöglicht. Dabei orientieren sich deren Rückmeldungen an den Checkpoints der Alpha StateChecklisten aus der gewählten SE-Praktik.
Durch die Zuordnung von Aufgaben an das virtuelle Projektteam, die aktive Verfolgung der Rückmeldungen sowie Analyse der Alpha StateChecklisten kann ein Spieler den Verlauf des virtuellen Projekts steuern. Spielfiguren stellen im Spiel wiederkehrend Fragen zu zugeteilten Aktivitäten, Alphas etc. Die richtige Beantwortung der Multiple Choice Fragen wirkt sich dabei positiv auf das Spielergebnis aus.
Um sich in der SE-Methode zu orientieren nutzen die Spieler den Essence Method & Alpha State Navigator, welcher im Sim4SEEd-Projekt entwickelt wird. Über diesen ist es möglich, durch die SEMethode zu browsen und die Dokumentation der einzelnen Methodenelemente abzurufen. Gleichzeitig bietet er die Möglichkeit, die Alphas im Verlauf der SE-Aufgabe auf die jeweils eingeschätzten Alpha States zu setzen. Dabei unterstützen die hinterlegten Checklisten eines jeden Alpha State.
Der Essence Method & Alpha State Navigator wird mit dem Ziel entwickelt, sowohl in der simulierten Spielwelt, als auch in einem echten Projekt eingesetzt werden zu können. Er dient damit als weiteres verbindendes Element zwischen dieser und der nächsten Phase 3.
Die Konstruktion des dem Spiel zugrunde
liegenden Simulationsmodells erfolgt transparent in
mehreren Stufen. In der ersten Stufe wird eine
verfügbare Essence Method ausgewählt. Alternativ wird
auf Basis des Essence Kernel mit
Kernelerweiterungen, verfügbaren oder selbst kreierten Practices
werkzeugunterstützt selbst eine Essence Method
definiert. Im Projekt wird dafür gegenwärtig die
EssWork Practice Workbench
In der nächsten Stufe wird aus der gewählten SE-Methode ein Simulationsmodell generiert. Das Simulationsmodell folgt dabei der Philosophie des Essence Kernel. Es ist ebenso konkret und detailliert, wie die gewählte Methode. Enthält die gewählte Methode bspw. detaillierte Activities zur Erreichung der Alpha States, so werden diese auch im Simulationsmodell abgebildet. Enthält die gewählte Methode keine Activities für einen Activity Space, so wird stattdessen der generischere Activity Space verwendet. Je nach Fokus und Lernziel kann so gezielt die Komplexität des Modells und damit die Komplexität des Spiels gesteuert werden. Anschließend erfolgen notwendige Quantifizierungen innerhalb des Simulationsmodells. Hier wird bspw. festgelegt, wieviel Aufwand in Personenstunden mit einem bestimmten Competency Level in eine Aktivität investiert werden muss, um einen bestimmten Alpha State oder ein bestimmtes Level of Detail eines Work Product zu erreichen. Um aus dem Simulationsmodell ein Spiel zu generieren, bedarf es noch eines Spielszenarios, welches bspw. festlegt, in welchem Umfeld das virtuelle Projekt stattfindet und welches virtuelle Personal dafür zur Verfügung steht.
Bisherige Spielansätze im Bereich der Software
Engineering Ausbildung setzten auf reine
Einzelspielerumgebungen, welche kaum Unterstützung
für spielübergreifende Auswertungen und
Diskussion bieten. Das Hinzufügen eines Team-Konzepts
zum individuellen Spiel jedes Einzelnen schafft
hier Mehrwert. Dabei erkunden und bearbeiten alle
Spieler individuell eine ganze SE-Methode.
Gleichzeitig jedoch agiert jeder Spieler auch in einem
Team und sammelt für dieses Punkte. Indem die
Performance des Teams – die Kumulation der
Einzelspielerergebnisse – als primärer Erfolgsfaktor
herangezogen wird, werden Zusammenarbeit und
Diskussion innerhalb der Teams gefördert.
Dashboards, Einzel- und Teamrankings bieten dabei
zusätzliche Orientierung. Sie zeigen an, wie gut
bisher getroffene Entscheidungen in Relation zu
anderen Spielern waren. Diese zusätzliche
Orientierung dient als Ausgangspunkt für Interaktionen
innerhalb der Teams und als Anlass für den
ständigen Versuch, Entscheidungen zu optimieren. Das
Simulationsspiel bietet an dieser Stelle eine
Qualität, welche in Kursprojekten in dieser
komprimierten Form nicht geboten werden kann: Lernende
erhalten kontinuierlich Feedback zu einem viel
früheren Zeitpunkt, als dies in einem realen
(Kurs)Projekt der Fall wäre. Durch die vorgeschlagene
Kombination aus Einzelspiel und Zusammenarbeit
im Team, kann parallel auch aus Erfahrungen
anderer Spieler gelernt und profitiert werden. Das
Spiel bietet damit die Basis für einen „probe,
hypothesize, reprobe, rethink cycle“
Zum Ende dieser Phase haben die Teilnehmenden die erlernten Konzepte bereits einmal selbst in einem definierten simulierten Kontext angewendet. Dafür haben sie sich notwendigerweise in einer SEMethode orientiert. Die Spielenden haben alle essentiellen Dimensionen (Alphas) der SE-Aufgabe betrachtet und andauernd deren Fortschritt und Gesundheit beurteilt. Die Alphas und deren Alpha States halfen bei der Orientierung und gaben Empfehlungen für die jeweils nächsten Schritte. Das Spielumfeld, welches Zusammenarbeit und Wettbewerb förderte, hat dazu beigetragen, dass Spielansätze und -züge im Team artikuliert und idealerweise reflektiert wurden. Spielergebnisse wurden kursweit ausgewertet und diskutiert. Damit wurden ideale Bedingungen für die nächste Phase geschaffen.
Inhalt der nächsten Phase ist es, Essence in einem realen Projekt einzusetzen. Studierende erfahren in einem Kursprojekt einen bemerkenswerten kognitiven Load. Obwohl es sich i.d.R. „nur“ um dem Kursumfang angepasste Aufgabenstellungen handelt, kommen in einem solchen Projekt viele Dinge zusammen. Dieser kognitive Load kann in Teilen überwältigend wirken. Es besteht die Gefahr, dass in einen Deadline-getriebenen Arbeitsmodus verfallen wird, der allein darauf fixiert ist, die geforderten Artefakte zum jeweiligen Termin zu liefern, ohne über die Arbeitsweise, die ausgeführten Aktivitäten und deren Motivation zu reflektieren.
Mit dem Essence Kernel, welcher in den zwei vorangegangenen Phasen kennengelernt wurde, steht dem Projektteam nun ein Werkzeug zur Verfügung, welches Orientierung bietet, was dabei unterstützt, im Entwicklungsprozess allen wichtigen Dimensionen die notwendige Aufmerksamkeit zukommen zu lassen und die richtigen Fragen zu stellen. Wird die gleiche SE-Methode wie in der Phase 2 verwendet, können gleiche Aktivitäten wiedererkannt und noch einmal aus einer anderen Perspektive erlebt werden. Dabei kann der bereits in der vorangegangenen Phase kennengelernte Essence Method & Alpha State Navigator eine bekannte Umgebung und Orientierung bieten.
Assessment Poker fördert eine reflektierte Arbeitsweise aller Teammitglieder. Dabei wird von allen Teammitgliedern unabhängig voneinander eine Einschätzung des gegenwärtigen Projektzustands vorgenommen. Jedes Teammitglied denkt dabei über alle relevanten Dimensionen (Alphas) nach und schätzt deren aktuellen Zustand (Alpha State) ein. Der Vergleich der individuellen Einschätzungen offenbart schnell unterschiedliche Sichtweisen und ist wertvoller Anlass zum Gedankenaustausch. Wird der Projektfortschritt auch von den Lehrenden zu verschiedenen Zeitpunkten (bspw. Meilensteinen) bewertet, so erfolgt hier ein zusätzlicher Abgleich und Feedback. Die Homogenität der individuellen Einschätzungen kann ein Indiz für die mehr oder weniger erfolgreiche Zusammenarbeit im Team sein und erneut als Anlass für reflektierende Diskussionen dienen.
Der Essence Kernel wurde international bereits in Lehrveranstaltungen eingesetzt. Es wurde eingeschätzt, dass sich sein Einsatz positiv auf den Lernerfolg ausgewirkt hat: „By matching the project results against the kernel alphas, the students could easily identify the good and bad sides of their development methods. [...] By following all the kernel alphas, the students could learn the total scope of the software-engineering endeavor and thereby see what would be required of them in their future as professionals.“ (Jacobson u. a., 2012)
Zum Ende dieser dritten Phase haben die Studierenden Essence in einem realen Projektumfeld eingesetzt. Anders als im virtuellen Umfeld der Phase 2 wurden hier die in der SE-Methode enthaltenen Praktiken tatsächlich angewendet und ausgeführt. Dabei galt es, auch soziale und teamdynamische Aspekte zu bewältigen. Die beschriebenen Maßnahmen sorgten dafür, dass alle Teammitglieder regelmäßig über den aktuellen Projektstatus nachgedacht haben und regelmäßig im Team über den Fortschritt und die Gesundheit der relevanten Dimensionen reflektiert wurde. Somit kann davon ausgegangen werden, dass an dieser Stelle alle Teilnehmenden grundsätzlich in der Lage sind, eine SE-Methode auf Basis des Essence Kernel praktisch anzuwenden.
Je nach Ausrichtung des Curriculums bieten sich weitere Aktivitäten im Essence-Umfeld an. Eine naheliegende Vertiefung wäre, Essence erneut mit einer anderen SE-Methode virtuell zu praktizieren. Im Anschluss können die Ergebnisse und Erlebnisse der Teilnehmer mit denen aus der Phase 2 und Phase 3 verglichen werden.
Studierende werkzeugunterstützt eine eigene SE-Methode kreieren zu lassen, kann sie aus ihrer Konsumenten- und Anwenderrolle in eine Produzenten-Rolle schlüpfen lassen. Die Erzeugung eigener Practices und/oder die Komposition von verfügbaren Practices zu einer Method sind geeignet, das Verständnis von Essence über die reine Anwendung vorgefertigter SE-Methoden und Praktiken hinaus zu vertiefen. Die in der Simulation und im Kursprojekt gewonnenen Erkenntnisse lassen sich dabei verwenden. In der anschließenden Diskussion der erzeugten Methoden können verschiedene Standpunkte und Denkweisen thematisiert werden.
Der SEMAT Essence Kernel erscheint aufgrund der beschriebenen Charakteristik bestens geeignet, Studierende in die Welt der SE-Methoden einzuführen. Besser als vorhergehende Standards ermöglicht Essence einen Einstieg, der sich flexibel an den Anforderungen des jeweiligen Curriculums anpassen lässt. Der Fokus auf die essentiellen Dimensionen von SE-Aufgaben und die Priorisierung der täglichen Anwendbarkeit für SE-Praktiker als Entwurfsziel der Spezifikation machen Essence zu einem wertvollen Werkzeug und Denk-Framework für alle SE-Studierenden. Der universelle Charakter des Essence-Standards und des Essence Kernel sorgen für eine hohe Übertragbarkeit der erworbenen Kenntnisse auf andere Kontexte innerhalb und außerhalb des SE-Curriculums.
Der hier vorgestellte integrierte Ansatz führt schrittweise in die Konzepte und die Verwendung von Essence ein. Er versetzt Studierende in die Lage, schrittweise die enthaltenen Konzepte kennenzulernen, dabei auf Bekanntes aufzubauen und SEMethoden erfolgreich praktisch in SE-Aufgaben einzusetzen. Um die aktive Konstruktion von Wissen zu unterstützen, wird dabei eine effiziente und vielseitige Lernumgebung bereitgestellt, welche die Eigenaktivitäten der Lernenden anregt, die Betrachtung des Lerngegenstands aus verschiedenen Perspektiven ermöglicht und Artikulation und Reflexion im sozialen Austausch fördert. Simulation und Digital Game-Based Learning (DGBL) sind dabei wichtige Bausteine.
Mit Essence und dem Essence Kernel kann über die Grenzen einzelner Lehrveranstaltungen hinaus eine gemeinsame Basis verwendet werden. Interessant wäre es zu untersuchen, ob sich auch ein ganzes Informatik-Curriculum mit Hilfe des Essence Kernel strukturieren ließe. Auch Nicht-SEKernfächer zur Stärkung von Soft Skills, wirtschaftlichen und organisatorischen Kompetenzen etc. sollten sich bspw. über die Areas of Concern Customer sowie Endeavour abbilden lassen.
Sim4SEEd (www.sim4seed.org) ist ein laufendes Forschungsprojekt. Der derzeitige Fokus der Projektaktivitäten liegt neben der Implementierung eines Essence-Simulationsmodells und der Komplettierung eines Simulationsspiels auf dem Einsatz und der Evaluierung des hier vorgestellten Ansatzes. Dazu ist der Einsatz dieses Konzepts mit anschließender empirischer Auswertung im Sommersemester 2015 geplant. Lehrende, die ebenfalls an einem Einsatz interessiert sind, sind eingeladen, mit Unterstützung des Autors den Einsatz in eigenen Lehrveranstaltungen anzugehen.