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==gTest Learning: Um Jogo para Ensino Básico de Teste de Software==
https://ceur-ws.org/Vol-1667/CtrlE_2016_AC_paper_84.pdf
gTest Learning: Um Jogo para Ensino Básico de Teste de
Software
Cleibson Gomes Silva1, Ivaldir de Farias Junior2,
Marcelo Teixeira3, Cristiane de Aquino3
1
Unibratec – Recife - PE
2
Faculdade Estácio Recife – Recife – PE
3
UFRPE - Recife - PE
{Cleibongomessilva, ivaldirjr, marcelo.ufrpe.br, crisaquino.minds}
@gmail.com
Abstract. Today, games are part of the daily lives of most people. There has
been an effort to extract more of the games and end the old idea that they
serve only as a hobby, making them learning tools. Using techniques that
guarantee fun and motivation, it is possible to provide the players a
satisfactory learning process through the game. Thus, the purpose of gTest
Learning is to develop a 2D platform game based on the classic Mario Word,
whose purpose is to run small fixation tests for the player. These challenges
are designed to force the search for artifacts that will help in solving the
problems, focusing on software testing based on the ISTQB Foundation
Certification.
Resumo. Hoje, os games fazem parte do cotidiano da maioria das pessoas.
Têm-se buscado extrair mais dos games acabando com a ideia que eles
servem apenas para passar o tempo, tornando-os ferramentas de
aprendizagem. Usando técnicas que garantem diversão e motivação, é
possível proporcionar ao jogador um processo de aprendizado satisfatório
através do jogo. Sendo assim, o objetivo do gTest Learning é desenvolver um
game de plataforma 2D baseado no clássico Mario Word, cuja finalidade é
executar pequenos testes de fixação para o jogador. Estes desafios têm como
objetivo forçar a busca por artefatos que venham a ajudar na resolução dos
problemas, focando em testes de software com base na certificação
Foundation do ISTQB.
1. Introdução
O desenvolvimento de jogos para ensino e treino de conhecimentos vem sendo bastante
investigado, nas mais vastas áreas. Um alvo comum para este tipo de abordagem é o
nível inicial de escolaridade onde pode-se motivar e segurar a atenção das crianças para
aprendizagem [Tânia 2014], [Kapp 2012]. Também existem exemplos de jogos para
adultos nas mais diversas áreas como turismo, saúde, defesa, gestão de empresas e etc.
eles são chamados de jogos sérios, buscando transmitir um conteúdo de formação
educativa [Tânia 2014], [Kapp 2012].
Jogos sérios foram desenvolvidos para o ensino ou para prática dos
conhecimentos técnicos essenciais ao desenvolvimento profissional, incluindo
450
elementos de entretenimento para segurar a atenção e incentivar o envolvimento do
utilizador na aprendizagem.
É preciso ter uma grande gama de técnicas e conceitos para se ensina testes de
software, O cenário encontrado pelos profissionais da área de testes de software não é
fácil de simular em um ambiente de ensino [Fernandes e Sousa 2010]. E mesmo
simulando os estudantes não conseguem destingir como e quando devem aplicá-los no
mundo "real". A falta de conhecimento prático mesmo no final da formação acadêmica,
não considerada com suficiente para os empregadores contratá-los [Fernandes e Sousa
2010].
O uso de jogos para aprendizagem desta matéria tem funcionado como uma boa
alternativa, visto que em várias experiências comprovam que o aluno consegue
assimilar o que realmente lhe é ensinado, no jogo o aluno deixa do lado os seu medos e
ansiedades, facilitando a concentração que aumenta a quantidade de informações
assimiladas [Schneiderman 2005].
O gTest Learning não vai substituir o ensino tradicional, mais fornece uma
opção de carácter complementar para facilitar e aumentar o interesse dos estudantes da
área, além de ter objetivo de ensina os estudantes teste de software usando como base a
certificação Foundation do ISTQB (International software Testing Qualification Board).
A qualificação de nível Foundation destina-se a indivíduos envolvidos em testes
de softwares, independente da função, tais como: analistas, consultores, engenheiros,
consultores e ambos da área de teste de software, A qualificação de nível Foundation
também é sugerida para obter conhecimentos básicos em teste software [ISTQB 2011].
Na seção 2 é descrito sobre teste de softwares e gTest Learning. Na seção 3 trabalhos
relacionados e na seção 4 a conclusão e trabalhos futuros.
2. Teste de Software
Teste de software é considerado por IEEE [IEEE 2004], “A verificação dinâmica do
funcionamento de um programa utilizando um conjunto finito de casos de teste,
adequadamente escolhido dentro de um domínio de execução, em geral, infinito, contra
seu comportamento esperado”. Neste sentido, é importante destacar que o teste
exaustivo é inviável na pratica e que o mesmo compara o comportamento real do
sistema contra o comportamento esperado.
Neste contexto, torna-se necessário descrever as diferenças entre casos de testes
e procedimentos de testes. A especificação de casos de teste documenta as entradas,
saídas esperadas e as condições de execução [IEEE 1998]. Vale a pena destacar que os
procedimentos de teste são sequências de instruções para configuração, execução e
avaliação de resultados de um caso de teste [IEEE 1990].
Testes podem ser classificados quanto ao objetivo. Testes funcionais verificam
se o sistema está se comportando de acordo com as especificações. Teste de usabilidade
analisa o quão fácil é para o usuário usar o software. Teste de desempenho verificam os
requisitos de desempenho do software. Outros tipos de teste e mais detalhes podem ser
encontrados em [IEEE 2004].
Testes também podem ser classificados quanto nível. Segundo Muller et
al.[Müller, Graham, Friedenberg e Veendendal 2007] existem quatro níveis de teste:
451
1)Unidade, no qual procura-se defeitos em partes do software que podem ser
testadas separadamente;
2)Integração, onde estão os testes caracterizados por testar as interfaces entre os
componentes;
3)Sistema, no qual os testes verificam o comportamento de todo o sistema;
4)Aceitação, que abrange os testes que são frequentemente feitos pelo usuário
final e que tem por objetivo estabelecer a confiança no sistema.
É importante ressaltar que a execução de testes é bastante incomoda por que
requer tempo, conhecimento, planejamento infraestrutura e pessoal especializado
[Myers 2004]. Sendo assim algumas ferramentas são de grande importância para reduzir
os custos envolvidos:
• JMeter [JMeter 2014];
• Mantis [Mantis 2015];
• TestLink [TestLink 2015];
• Selenium [Selenium 2015];
Em geral, os processos de testes apresentam as seguintes atividades:
• Planejamento e Controle.;
• Análise e Modelagem (Projeto);
• Implementação e execução;
• Avaliação do critério de saída e relatórios;
• Atividades de encerramento de testes.
2.1. O Jogo gTest Learning
O gTest Learning é um jogo sério educacional para ensino de teste de software com o
principal objetivo nas informações importantes sobre a teoria e pratica de teste de
software com base certificação Foundation do ISTQB (International Software Testing
Qualifications Board).
Foi incluído no jogo diversas características para que se torne atraente para os
utilizadores, focando sempre no teste de software com base na certificação Foundation
do ISTQB, com este jogo sério educacional pretende-se:
• Novos desafios com questões sempre atuais de teste de software;
• A possibilidade de testar seus conhecimentos em qualquer lugar e no tempo que
lhe for conveniente;
• Gerar ranking entre os jogadores, incentivando os mesmos a sempre buscar
maior pontuação que resulta e mais conhecimento;
• Através de diálogos fixar item importantes para maturar o conhecimento do
jogador.
452
Porém existem alguns pré-requisitos para que o jogador se sinta confortável
dentro do jogo, é necessário ter conhecimentos no mínimo básicos nos seguintes
tópicos:
1. Engenharia de Software: é preciso conhecer as fases do desenvolvimento do
software e a importância de teste de software em cada fase na concepção de um
software;
2. Teste de Software, ter uma base de conhecimento relativa aos conceitos de
software.
O conteúdo de questões está baseado na estrutura de capítulos do programa de
certificação Syllabus na versão de 2011 [ISTQB. 2011]. Segue abaixo os capítulos:
• Fundamentos de testes;
• Teste durante do Ciclo de Vida de Software;
• Técnicas Estáticas;
• Técnicas de Modelagem de testes;
• Gerenciamento de testes;
• Ferramentas de Suporte aos testes.
O software está disponível para acesso através de browser, para ser acessado das
mais variadas plataformas, possibilitando o acesso por múltiplos jogadores.
2.2. Tecnologia do Jogo
O jogo foi desenvolvido usando a seguintes tecnologias IDE Construct 2, PHP, bando
de dados MySQL, AJAX, API do Facebook, que serão descritas abaixo:
• Construct 2 [Scirra 2015] é um software de desenvolvimento de jogos 2D em
HTML5, conhecido por não necessitar de conhecimento em programação, uma
vez que usa uma técnica de desenvolvimento através de drag-and-drop, a lógica
é baseada em comportamento. A ferramenta apresenta um editor de JavaScript
permitindo assim a criação de comportamentos mais complexos para
programadores experientes. O sistema fornece comportamentos flexíveis, pré-
visualização instantânea, efeitos visuais aliciantes, publicação na maioria
das plataformas e fácil extensibilidade através da agregação de diversos plugins.
• O PHP [Lynn e Michael 2009] (um acrônimo recursivo para PHP: Hypertext
Preprocessor) é uma linguagem de script open source de uso geral, muito
utilizada, e especialmente adequada para o desenvolvimento web e que pode ser
embutida dentro do HTML, considerada por muito pela sua produtividade na
hora de desenvolver sistema web.
• O MySQL [Lynn e Michael 2009] é SGBD muito usado no mundo e
consolidado no mercado pela sua robustez e facilidade tanto para uso como
gerenciamento.
• AJAX [Brett e Michael 2006] (acrônimo em língua inglesa de Asynchronous
Javascript And XML) é o uso metodológico de tecnologias como JavaScript e
XML, providas por navegadores, para tornar páginas Web mais interativas com
o usuário, utilizando-se de solicitações assíncronas de informações.
453
• API Facebook possibilita a captura de informações de usuários do Facebook
através de tecnologia PHP.
2.3. Modelagem do Jogo
Na figura 1 é apresentado o fluxo de atividades do jogo, que inicia na apresentação de
um pequeno sumario do assunto que irá ser visto durante o estágio e em seguida ao e o,
após este diálogo é feito perguntas relacionadas ao assunto discutido anteriormente.
As perguntas e diálogos são feitas com interface de RPG, para maior fixação do
conteúdo, cada oponente tem 3 perguntas a serem feitas a exceto que é só uma, no final
do turno de pergunta se quantidade de acertos for menor que erros o jogador perde o
jogo, se não ele continua somando pontos até que chegue no final do estágio. Todas as
questões foram obtidas de simulados do ISTQB, no final o jogador perdendo ou
finalizando o estágio é exibido um ranking.
A infraestrutura e de pequeno porte visto que não há necessidade de grande
estrutura para sustentar um sistema básico de consultas e insert's, como mostra na figura
2 o DER e a figura 3 a arquitetura de infraestrutura.
Figura 1 – Diagrama Figura 2 – DER
Figura 3 – Arquitetura
2.4. Dinâmica do Jogo
O gTest Learning é um jogo single-player (jogo para somente um jogador), em estilo
Plataforma onde o jogador é desafiado a derrotar inimigos através de pequenos
454
questionários em fase de turno, adicionando uma técnica de diálogo usada em jogos de
RPG.
O nível de dificuldade e balanceado através dos inimigos, sendo quatro inimigos
por estágio, três perguntas para o primeiro, segundo e terceiro, no caso do quarto
inimigo ele é considerado o BOSS do estágio, sendo assim só existe uma pergunta para
enfrentá-lo.
Como mostra na Figura 4 o Oracle passa um resumo do assunto a ser trabalhado
no estágio. Na Figura 5 o diálogo sempre acontece antes das perguntas serem feitas
pelos inimigos, logo após finalizar o diálogo vamos para as perguntas que o inimigo irá
fazer ao jogador representado na Figura 6. Existem itens a serem coletados que dar
dicas para o jogador sobre as perguntas do estágio, no final do jogo é exibido o ranking.
Figura 7, onde o jogador verificar sua colocação.
Figura 4 – Resumo Figura 5 – Diálogo
Figura 6 – Perguntas Figura 6 – Ranking
No mais o jogo é repleto de desafios, com vários inimigos e armadilhas para
todo lado, no intuito que jogador possa se sentir dentro um jogo completo, a todo
momento o jogador será desafiado, tanto para testes de software com base
na certificação Foundation do ISTQB quanto para sair ileso das armadilhas e inimigos
comuns (Que não possuem interação de conhecimento). O jogador irá pode usar
pequenas bombas contra os inimigos comuns espalhados pelo estagio, quando mais
acertar questões mais bombinhas ele irá ganhar.
Seguindo a curva de aprendizagem do jogo, todo cuidado foi tomado para que o
jogador comece sem se incomodar com a dificuldade do mesmo [Jesus 2007]. A
proposta da dinâmica do jogo é prender o jogador em um ambiente divertido e
desafiador.
3. Trabalhos Relacionados
Vários jogos foram desenvolvidos com o proposito para apoiar o ensino de Engenharia
de Software [Monsalve, Werneck e Leite 2010], [Gonçalves, Thiry e Zoucas 2011].
455
Para a criação de um novo jogo educacional é de suma importância conhecer e estudar
os jogos que já desenvolvidos e disponíveis no mercado ou na academia, de modo a
melhorar as metodologias a serem aplicadas visando alcançar um resultado mais
satisfatório para o público alvo [Jesus 2007]. Contudo, aos que focam no ensino da
disciplina de teste de software, foram identificados na literatura poucos jogos
educacionais [Silva, Müller e Bernardi 2011a], [Diniz e Dazzi 2011], [Elbaum, Person e
Dokulil 2007], [Silva 2010] os quais alguns deles estão descritos a seguir logo após os
jogos uma tabela visualizando alguns itens comuns entre eles.
3.1. SimSE
O SimSE, Segundo [Navarro e Hoek 2005], é um jogo educacional focado em um
ambiente de simulação, dedicando-se no conhecimento de engenharia de software
chegando próximos da praticada nas empresas de desenvolvimento de projetos.
O jogo se passa em um ambiente single-player (jogo para somente um jogador),
que o mesmo assume o papel do gesto de projeto de uma equipe de programadores.
Todo ambiente virtual é visualizada de forma gráfica, interativa e divertida em um
cenário que recebe uma avaliação direta do seu desempenho. Recebendo pontuações
positivas se o projeto no prazo e dentro do custo.
O ponto muito forte do jogo é a qualidade gráfica, que mostra um escritório
virtual com qualidade muito próximo da realidade, com computadores, mesas, cadeiras
e até sala de reuniões, na mesma tela onde é visível o escritório virtual. Existem
informações sobre produtividades de cada funcionário, estado de desenvolvimento das
tarefas, nível de satisfação dos clientes, e status do projeto como todo, contendo
orçamento e prazo do projeto. O SimSE é capaz de suportar diferentes modelos de
processos aplicados em várias empresas. Logo abaixo está a figura 8 capturada da
interface gráfica do jogo:
3.2. U-Test
O U-Test, é um jogo de simulação com foco em teste de unidade, abordando teoria e
prática [Silva 2010]. Neste jogo é esperado que os jogadores tenham no mínimo
conhecimento básico nos conceitos de programação, de engenharia de software e testes
de software, este jogo tem como alvo que o jogador escreva testes unitários e focando
nas técnicas de caixa-preta. Durante o jogo o jogador é apresentado a algumas etapas
descritas abaixo:
• Definir valores-limite para as classes identificadas;
• Identificar as classes de equivalência;
• Selecionar o valor correspondente ao valor identificado;
• Configurar um gráfico de causa-efeito ou de árvore de decisão;
No final de cada etapa o jogador recebe a avaliação do seu desempenho em
forma de gráficos com comentários, e no final e mostrado uma tabela de pontuação dos
jogadores.
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3.3. SE-RPG
O jogo SE-RPG [Benitti e Molléri 2008] simula um ambiente de desenvolvimento de
software utilizado um cenário com diversos personagens, para o jogador interagir. É
apresentado uma breve descrição do projeto selecionado pelo jogador, contendo a
informações necessárias para o seguimento do desenvolvimento, como prazos e
orçamentos, fica também a cargo do jogador escolher a metodologia de
desenvolvimento que vai utilizar dentre a duas disponíveis (modelo cascata ou modelo
interativo), assim como a linguagem de programação a ser utilizada.
No próximo passo o jogador deve escolher a equipe de programadores para o
desenvolvimento do projeto com base nos atributos de cada personagem, depois desse
passo o jogado pode começar a distribuir atividades aos elementos de sua equipe recém-
formada, isso tudo confrontando uma lista de requisitos disponíveis. Depois desta
ultimas ações o jogador já pode controlar o desenvolvimento do projeto verificando
tempo gasto e o orçamento disponível.
A qualquer momento do projeto o jogado pode adicionar novos recursos, é claro
que analisando seus atributos ou até mesmo demitir recursos, é possível ver o
desempenho de cada desenvolvedor para facilitar no gerenciamento. No final com o
projeto concluído, o software é entregue ao cliente e o jogador recebe seu resultado
final, levando em consideração prazo, custo e metas alcançadas. A figura 10 foi
capturada do jogo em execução.
3.4. Bug Hunt
The O Bug Hunt [Elbaum, Person e Dokulil 2007], foi desenvolvido para conquistar
interesse dos alunos na aprendizagem de técnicas de teste de software, imagem
capturada na figura 11. É uma aplicação web onde o aluno inicialmente tem acesso aos
objetivos e a uma série de guias para ajuda [Elbaum, Person e Dokulil 2007]. Então, o
aluno passa por um conjunto de lições sobre testes caixa-preta, caixa-branca, automação
e eficiência de testes. Esta aplicação possui também um conjunto de exercícios e as
respectivas soluções. Ao final, um sumário é exibido. O jogo tem diversas
características que atraem tanto alunos quanto professores:
• Incorpora desafio por aula com avaliação imediata do desempenho na pratica
dos conhecimentos fundamentais de testes de software;
• O aluno escolhe em qual ritmo vai resolver os desafios;
• A solução é confiável seguindo os requisitos de cada professor;
• Relatório completo para os professores para cada aluno.
Cada exercício é composto por um conjunto de componentes:
• Instruções – descrevem o desafio da aula e as atividades de teste;
• Artefatos – fornecem a informação necessária para a resolução da aula;
• Resultados imediatos – adaptados de acordo com o tipo de teste que está a ser
realizado;
• Testes – submetidos durante a aula, um de cada vez, na área de casos de teste;
• Ajuda – dicas para ajudar o aluno na resolução do exercício.
457
No final de cada exercício o estudante recebe os resultados com o número de
falhas encontradas, assim ajudando o estudante a entender melhor as questões que não
conseguiu resolver antes e assim saber uma direção em que item deve focar nos estudos.
A figura abaixo mostra a estrutura do Bug Hunt pela perspectiva do aluno.
3.5. Análise
A tabela 1 logo abaixo apresenta um comparativo entre os trabalhos encontrads na
literatura x gTest Learming.
Tabela 1 – Comparação entre jogos educacionais na literatura
Ambos os jogos encontrados na literatura são de um adicional imensurável, visto
que quando mais ferramentas para o ensino de tecnologias e quanto mais agradar ao
público alvo mais resultados será obtido com as técnicas de jogos sérios.
4. Conclusões e Trabalhos Futuros
Neste artigo, foi apresentado um game web para ensino na área de teste de software com
base na certificação Foudation do ISTQB, buscando o método de treinamento com
aprendizagem visto que sempre o game está oferecendo novas dicas sobre os assuntos
testados.
O gTest Learning foca no teste de software, dentro do jogo, espera-se que os
jogadores possam através de dicas e pequenas informações sedimentar seus
conhecimentos sobre a teste de software, imerso dentro de um processo continuo de
reciclagem de questões sempre balanceando a aprendizagem, sempre sendo renovada a
cada estágio do jogo.
Como trabalhos futuros, pretende-se criar vários estágios aumentando a
dificuldade do game, e consequentemente aumentar a base de dados em relação a
questões. Está previsto uma avaliação do jogo feita por alunos de Curso de Engenharia
de Software e Game Design, para validar a capacidade de aprendizagem e teste de
conhecimentos.
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