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|title=Alles nur Spielerei? Neue Ansätze für digitales spielbasiertes Lernen von Softwareprozessen
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==Alles nur Spielerei? Neue Ansätze für digitales spielbasiertes Lernen von Softwareprozessen==
https://ceur-ws.org/Vol-956/S5_Paper1.pdf
Alles nur Spielerei? Neue Ansätze
für digitales spielbasiertes Lernen
von Softwareprozessen
Jöran Pieper, Institute for Applied Computer Science, FH Stralsund
Joeran.Pieper@fh-stralsund.de
Zusammenfassung nen auch Methoden und Softwareprozesse. Variie-
rende Szenarien erfordern die Berücksichtigung
Softwareprozesse beschreiben Ansätze für die Pro-
verschiedener Aspekte und das Setzen unterschied-
duktion und Evolution von Software. Sie gehören
licher Prioritäten.
zu den Wissensgebieten des Software Engineering
Die Ausbildung im Software Engineering (SE)
(SE), die sich weniger gut allein durch klassische
muss dieser Vielfalt Rechnung tragen, um die
Vorlesungen vermitteln lassen. Kursprojekte, die
Softwareingenieure von morgen zu befähigen. Aus
Vorlesungen häufig begleiten, werden durch aka-
Zeitgründen können die Lerninhalte stets nur eine
demische Rahmenbedingungen begrenzt.
Auswahl aus einem breiten Spektrum sein. Wäh-
Simulation und Digital Game-Based Learning
rend die Auswahl der Inhalte im Detail variieren
(DGBL) werden große Potentiale bei der Erweite-
wird, ist es breiter Konsens, dass neben allen tech-
rung der Lernerfahrung über Vorlesungen und
nologischen Aspekten und Werkzeugen ein fun-
Kursprojekte hinaus zugesprochen. Sie können
diertes Wissen über Softwareprozesse essentiell für
dazu genutzt werden, Einsicht in die Notwendig-
die erfolgreiche Gestaltung von Softwareprojekten
keit von Softwareprozessen zu erzeugen und den
ist.
Erfahrungshorizont von Studierenden des SE auf
virtuelle und effiziente Art und Weise zu erweitern.
Verschiedene Anstrengungen unterschiedlicher Motivation
Forschungsgruppen weltweit zeigen ermutigende Aufkommende und sich in den Vordergrund drän-
Ergebnisse. Im Forschungsprojekt Sim4SEEd wer- gende agile Prozesse propagieren den Verzicht auf
den existierende Erfahrungen gesammelt und neue Ballast – die Nicht-Nutzung von Methoden und
Ideen entwickelt, um das Potential digitaler Lern- Werkzeugen, welche wichtige Bausteine traditio-
spiele in dieser Domäne zu erweitern und zu einer nellerer Entwicklungsprozesse bilden. Ohne Erfah-
weiter verbreiteten Nutzung in der SE-Ausbildung rung in der Entwicklung komplexerer Softwaresys-
anzuregen. teme können die Konsequenzen der Nicht-
Die vorgestellten Ideen dienen als Kernelemen- Nutzung von Methoden und Werkzeugen jedoch
te für die Entwicklung einer neuen Spielumgebung, nur schwerlich qualifiziert eingeschätzt werden.
welche das Erlernen von Softwareprozessen effek- Das Kennenlernen verschiedener Softwareprozesse
tiv und effizient unterstützt. kann an dieser Stelle helfen, Methoden und Werk-
zeuge sowie deren Wirkung besser einschätzen zu
Einleitung können.
Durch Lehrende gesteuerte Kursprojekte er-
Die Entwicklung komplexer Softwaresysteme ver-
gänzen heute gewöhnlich klassische Vorlesungen
langt nach gut ausgebildeten Softwareingenieuren,
im Bereich des SE. Akademische Rahmenbedin-
welche in der Lage sind, die richtigen Technolo-
gungen, wie begrenzte Zeit und die Notwendig-
gien, Werkzeuge und Prozesse auszuwählen, um
keit, individuelle Leistungen der Studierenden zu
dynamischen Anforderungen gerecht zu werden.
bewerten, begrenzen Größe, Umfang und Typen
Zu den großen Herausforderungen heute und
solcher Projekte. Um eine positive Lernerfahrung
in Zukunft gehören dabei die zunehmende Vielfalt
der Studierenden und einen positiven Projektab-
und die Forderung nach kürzeren Entwicklungs-
schluss zu ermöglichen, wird durch Lehrende häu-
zeiten bei gleichzeitiger Sicherstellung vertrauens-
fig eine Vorauswahl von geeigneter Technologie,
würdiger Qualität (Sommerville, 2010). Die zu-
Werkzeugen, Methoden und Prozessen getroffen,
nehmende Vielfalt umfasst neben Technologien,
der die Studierenden dann folgen sollen. Die Erhö-
Plattformen, Werkzeugen und Anwendungsdomä-
A. Spillner, H. Lichter (Hrsg.): SEUH 13 131
hung des Projektumfangs und der Anzahl der Pro- und digitale Spiele bieten in diesem Umfeld beson-
jektmitglieder, die Anhebung des Kommunikati- ders geeignete Merkmale.
onsbedarfs, eine stärkere Teilung von Aufgaben Simulation eröffnet Wege, relevante Aspekte
und Verantwortlichkeiten sowie das Beharren auf einer (fast) realen Welt mit den flexiblen Fähigkei-
einem definierten Projektergebnis erhöhen die ten von Simulationsexperimenten zu verbinden. Zu
Realitätsnähe und vermitteln Studierenden ideal- diesen Fähigkeiten gehört die Möglichkeit,
erweise einen Eindruck von echter Projektarbeit Zeit zu komprimieren oder auszudehnen,
nach dem Studium. Quellen von Variationen gezielt zu steuern,
Der Blick auf den Softwareprozess als Ganzes Experimente zu beliebigen Zeitpunkten anzu-
geht in solchen Projekten jedoch allzu schnell ver- halten und zu analysieren,
loren, wenn Projektmitglieder unter Zeitdruck da- Systemzustände (wieder-)herzustellen um Ex-
mit beschäftigt sind, Projektartefakte zu liefern. perimente zu wiederholen, sowie
Studierende erhalten nicht die Möglichkeit in ver- den Detaillierungsgrad zu definieren.
schiedene Rollen zu schlüpfen, um bspw. in der Ergänzt man Kursprojekte um Lernformen mit
Rolle eines Projektmanagers Zielkonflikte zu spü- diesen Merkmalen, so lässt sich ein hohes Maß an
ren und richtungweisende Entscheidungen treffen Flexibilität gewinnen. Studierende und Lehrende
zu müssen. Die begrenzte zur Verfügung stehende sind in diesem Fall nicht an das operative Erfor-
Zeit ermöglicht es nicht, alternative Strategien zu dernis gebunden, tatsächlich Software zu produzie-
verfolgen oder gar andere Softwareprozesse aus- ren, um den damit verbundenen Prozess lebhaft zu
zuprobieren. erfahren. Die gezielte Erkundung verschiedener
Sommerville betont, „engineering is all about Softwareprozesse in verschiedenen Szenarien wird
selecting the most appropriate method for a set of damit auch in einem begrenzten Zeitfenster mög-
circumstances“ (Sommerville, 2010, S. 7). Um dies lich. Da keine Ergebnisse in einem echten Kurspro-
zu ermöglichen, müssen zukünftige Softwareinge- jekt gefährdet werden, kann ungezwungenes spie-
nieure ihre Optionen kennen. Sie müssen in der lerisches Experimentieren Teil der Lernerfahrung
Lage sein, vielfältige Aspekte und Perspektiven zu werden. Studierende können auch in (simulierten)
berücksichtigen. Simulation und Digital Game- Situationen agieren, welche aufgrund begrenzter
Based Learning (DGBL) können neben Kursprojek- Ressourcen real nicht denkbar wären.
ten einen wichtigen Beitrag dabei leisten, Software- “Simulations are most engaging when made in-
prozesse kennenzulernen. to games” (Prensky, 2007, S. 225). Spiel und Nach-
ahmung bleiben als natürliche Lernstrategien le-
Simulation und digitale Spiele in der benslang wichtige Akkommodations- und Assimi-
Software Engineering Ausbildung lationsstrategien (Rieber, 1996). Der fesselnde und
motivierende Charakter von Spielen fördert die
Ziel der SE-Ausbildung sollte es sein, ein tiefes
intrinsische Motivation der Lernenden, indem er
Verständnis von Inhalten und deren Aufnahme in
sie dazu motiviert, die Verantwortung für den ei-
den eigenen Wertekanon zu fördern. (Ludewig,
genen Lernfortschritt zu übernehmen (Akilli, 2007).
2009). Folgende Aussage zeigt, wie dies gelingen
Jede Verbindung von Ausbildungsinhalt (educatio-
kann: „Jeder Sinn, den ich selbst für mich einsehe,
nal content) und digitalen Spielen wird dabei als
jede Regel, die ich aus Einsicht selbst aufgestellt
Digital Game-Based Learning (DGBL) bezeichnet
habe, treibt mich mehr an, überzeugt mich stärker
(Prensky, 2007). DGBL fördert den Lernprozess,
und motiviert mich höher, als von außen gesetzter
indem durch die Integration attraktiver Spielele-
Sinn, den ich nicht oder kaum durchschaue…“
mente – wie Interaktivität, Herausforderungen,
(Reich, 2008, S. 95). Folgt man diesem idealtypi-
kontinuierlichem Feedback, Multimedialität, dem
schen Grundsatz konstruktivistischer Didaktik, so
Gefühl der Selbstwirksamkeit, Wettbewerb und
besteht die Aufgabe einer geeigneten Lernumge-
Belohnungen – eine motivierende und fesselnde
bung darin, die Eigenaktivitäten der Lernenden
Lernumgebung bereitgestellt wird. „Digitale Spiele
anzuregen, um die aktive Konstruktion von Wissen
können demnach […] ein selbstgeleitetes Lernen
bei der Bearbeitung komplexer authentischer Situa-
durch Exploration ermöglichen und befördern.“
tionen und Probleme zu unterstützen. Die Betrach-
(Breuer, 2010, S. 12)
tung des Lerngegenstands aus verschiedenen Per-
spektiven, Artikulation und Reflexion im sozialen Bisherige Ansätze
Austausch tragen grundlegend zum erfolgreichen
Wir finden heute bereits eine Reihe von verfügba-
Lernen bei (Kritzenberger, 2005). Verschiedene
ren Anwendungen von Simulation und DGBL für
Ansätze aus dem konstruktivistischen Methoden-
den Bereich des SE. Tabelle 1 fasst Charakteristik
baukasten finden in der SE-Ausbildung bereits
und Fähigkeiten verschiedener Ansätze zusammen,
Anwendung (Hagel, Mottok, 2011). Simulationen
in welchen es explizit um SE-Inhalte, Softwarepro-
132 A. Spillner, H. Lichter (Hrsg.): SEUH 13
zesse und deren Elemente geht. Nicht alle in der Die typische Aufgabe für einen Spieler besteht in
Tabelle aufgeführten Projekte sind für den direkten diesen Lernspielen i.d.R. darin, als Projektmanager
Einsatz in der SE-Ausbildung verfügbar. Einige simulierte Softwareentwickler erfolgreich durch ein
Ansätze werden nicht mehr aktiv entwickelt. Die in simuliertes Softwareprojekt zu dirigieren. Dazu
den jeweiligen Projekten gewonnenen Erkenntnisse werden Personen in das Projektteam aufgenommen
sind jedoch auch in diesen Fällen in Publikationen oder aus diesem entfernt. Den simulierten Figuren
dokumentiert. In der letzten Spalte der Tabelle im Team werden dann verschiedene Aufgaben,
werden den bestehenden Ansätzen die Ziele des welche mit dem abgebildeten Softwareprozess
Projekts Sim4SEEd gegenübergestellt. korrespondieren, zugewiesen. Dabei entscheidet
der Spieler, wer wann welche Aufgabe im Soft-
wareprozess erhält. Die Aufgaben umfassen SE-
Incredible Manager (Barros u. a., 2006)
SimjavaSP (Shaw, Dermoudy, 2005)
Tätigkeiten, die Auswirkungen auf den Fortschritt
MO-SEProcess (En Ye u. a., 2007)
und die Qualität eines Softwareprojekts haben. Das
SESAM (Drappa, Ludewig, 2000)
/AMEISE (Mittermeir u. a., 2003)
SimVBSE (Jain, Boehm, 2006)
eingesetzte virtuelle Personal wird virtuell ent-
Sim4SEEd* (Pieper, 2012)
OSS (Sharp, Hall, 2000)
lohnt. Erfolgreich ist, wer sein virtuelles Projekt
SimSE (Navarro, 2006)
fristgemäß und ohne Budgetüberschreitung in ak-
zeptabler Qualität abliefert.
Einzel(E)/Mehrspieler(M)-Spiel E E E E E M E M
Zusammenarbeit und
- - - - - o - +
Wettbewerb unter Spielern
Dashboards für Team,
- - - - o - - +
Kurs und Lehrende
Spieler in der Rolle
+ + + + - - + +
eines Projektmanagers
Spieler mit verschiedenen
- - - - + + - o
Aufgaben
Wiederholbarkeit von
+ - + - - - - +
Spielabschnitten
Abb. 1: SimSE im Einsatz
Ermöglicht Abbildung
+ - + - - - - +
verschiedener Softwareprozesse
Anzahl verfügbarer
6 1 1 1 - 1 1
Softwareprozesse
Domain Specific Language (DSL)
- - + - - - - o
für die Prozessmodellierung
Regeleditor für die
+ - - - - - - o
Prozessmodellierung
Trennung von Softwareprozess
- - - - - - - +
und Anwendungsszenarios
Integration von Industriestandards
für die Beschreibung des - - - - - - - +
Softwareprozesses
Grafische Repräsentation der
Nicht-Spieler-Figuren + o - o + + o +
mit welchen interagiert wird
Nutzung echter Werkzeuge
- - - - o - - o
aus der Softwareentwicklung
In Komponenten für teilweise
- - - - - - - +
Wiederverwendung entworfen
Abb. 2: Ausschnitt aus SimSE’s Regeleditor
Öffentlich verfügbar + - + + - - + +
“+” = ja/enthalten, “-“ = nein/nicht enthalten, “o” = teilweise enthalten, Abbildung 1 zeigt einen Screenshot von SimSE
"*" = Projektziele (Navarro, 2006), einer an der University of
California, Irvine, entwickelten Spielumgebung,
Tabelle 1: Vergleich von DGBL-Anwendungen welche aktuell die Erkundung der zahlreichsten
Softwareprozesse erlaubt. Die simulierten Soft-
A. Spillner, H. Lichter (Hrsg.): SEUH 13 133
wareentwickler mit ihren verschiedenen Eigen- Die Erzeugung und Anpassung von Simulati-
schaften, welche durch das simulierte Softwarepro- onsmodellen erfordern einen erheblichen Einarbei-
jekt gesteuert werden, sind neben bereits erstellten tungsaufwand, der außerhalb der jeweiligen Spiel-
Artefakten zu erkennen. Abbildung 2 stellt den welt kaum direkt von Nutzen ist.
grafischen Regeleditor von SimSE dar, über wel- Es mangelt an einer Trennung von Software-
chen sowohl der Softwareprozess als auch das spe- prozessmodell und dem konkreten Anwendungs-
zifische Anwendungsszenario modelliert werden. szenario dieses Prozesses im Spiel, was eine Wie-
Sichtbar ist hier nur ein kleiner Ausschnitt der mo- derverwendung erschwert. Visualisierungen der
dellierten Regeln des Simulationsmodells, welches Softwareprozesse werden nicht angeboten. Diese
die Basis des Spiels darstellt. würden die Validierung der schnell komplex wer-
denden Modelle enorm erleichtern und Transpa-
Ergebnisse bisheriger Forschungsprojekte renz erzeugen. Lehrende könnten leichter überbli-
Die Auswertung bisheriger Forschungsprojekte cken, ob das Modell den Softwareprozess korrekt
zeigt großes Potential aber auch einige Ambivalen- abbildet und die gewünschten Lerninhalte trans-
zen. Bisherige Ansätze scheinen besser geeignet, portiert. Visualisierung in Kombination mit der
bereits erworbenes Wissen zu festigen, als neues Trennung von Softwareprozess und seinem An-
Wissen zu vermitteln (Wangenheim, Shull, 2009). wendungsszenario im Spiel wäre als unterstützen-
Einige Projekte waren nicht in der Lage eine Wir- des Lernmaterial auch für die Studierenden hilf-
kung von spielbasiertem Lernen nachzuweisen. reich. Die Einbindung von unterstützendem Lern-
Andere ermutigende Studien zeigten, dass der material über den jeweiligen Softwareprozess in die
Einsatz von Lernspielen geeignet war, auf Seiten Spielwelt wird in existierenden Ansätzen nicht
der Studierenden Empathie für die Notwendigkeit unterstützt.
von Methoden und Prozessen im SE zu entwickeln.
Die Lernenden fanden eingesetzte Spiele fesselnd, Sim4SEEd – Kernelemente einer
einfach zu benutzen und zogen sie traditionellen neuen digitalen Spielumgebung für
Lehrmethoden vor. Die sorgfältige Planung und
Einbettung von Spielaktivitäten in das Curriculum, Softwareprozesse
ausreichende Anleitung, detailliertes Feedback, Nach einer Analyse existierender Ansätze und
Diskussion sowie die gründliche Auswertung und Anwendungen wurde eine Reihe von Kernelemen-
Erklärung der Spielresultate werden dabei als es- ten identifiziert, welche die Basis einer neuen web-
sentiell wichtig erachtet (Wangenheim, Shull, 2009). basierten Spielumgebung bilden. Diese wird aktu-
Die verwendete Methodik der Evaluierungen ell im Rahmen des Forschungsprojekts Sim4SEEd –
dieser spielbasierten Ansätze wird durchaus kri- Simulation and Digital Game-Based Learning for Soft-
tisch bewertet (Wangenheim, Shull, 2009), was ware Engineering (Process) Education entwickelt.
auch in anderen Anwendungsdomänen von spiel- Dabei werden zwei wesentliche Ziele verfolgt:
basiertem Lernen der Fall ist (Rieber, 1996; S. 1. Um Lernerfolg zu maximieren, wird die Spiel-
Egenfeldt-Nielsen, 2007). umgebung die Anforderungen an konstrukti-
Das Potential ist bei weitem noch nicht vistische Lernumgebungen umfassender als
ausgeschöpft. bisherige Ansätze unterstützen. Die Unterstüt-
zung sozialer Interaktion, frühes Feedback als
Die meisten verfügbaren digitalen Lernspiele sind Anreiz für Artikulation und Reflexion sowie
ausschließlich für Einzelspieler konzipiert. Als sol- die Bereitstellung multipler Perspektiven auf
che fordern Sie von jedem Spieler die Auseinander- den jeweiligen Softwareprozess bilden hierbei
setzung mit dem gesamten abgebildeten Software- Schwerpunkte.
prozess, fördern also den Blick auf den Prozess als
2. Auch gute Lösungen finden nur dann ihren
Ganzes. Jedoch mangelt es bei einer isolierten
Weg in die Praxis, wenn sich ihre Nutzung für
Spielerfahrung an motivierender Zusammenarbeit
Anwender nicht unnötig kompliziert gestaltet.
und an motivierendem Wettbewerb.
Lehrende werden unter Ausnutzung von Sy-
Die Architekturen der Spiele erlauben es Leh-
nergien von der transparenten Erstellung des
renden nicht, sich einen schnellen Überblick über
Simulationsmodells über die Administration
den bisherigen Fortschritt aller Spieler im Kurs zu
des Lernspiels bis hin zu kursweiten Auswer-
erhalten.
tungen unterstützt.
Die meisten verfügbaren Ansätze unterstützen
nur einen spezifischen Softwareprozess. Angesichts Die nun folgenden Abschnitte beschreiben die
aktueller Entwicklungen und der Vielfalt verfügba- Kernelemente, welche zur Erreichung dieser Ziele
rer Prozesse erscheinen die Anpassungsfähigkeit beitragen werden.
und die Auswahlmöglichkeit verschiedener Pro-
zessmodelle äußerst wichtig.
134 A. Spillner, H. Lichter (Hrsg.): SEUH 13
Soziale Interaktion als Kollaboration und nicht geboten werden kann. Lernende erhalten
Wettbewerb Feedback zu einem viel früheren Zeitpunkt, als dies
in einem realen (Kurs-)Projekt der Fall wäre.
Die Kombination aus Einzelspiel, in dem alle Ent-
Mehr noch – durch die vorgeschlagene Kombi-
scheidungen selbst getroffen werden, und motivie-
nation aus Einzelspiel und Zusammenarbeit im
renden sozialen Elementen ist wünschenswert. Das
Team, kann parallel auch aus Erfahrungen anderer
Hinzufügen eines Teams zum individuellen Spiel
Spieler gelernt und profitiert werden. Das Spiel
jedes Einzelnen erscheint hier erfolgsversprechend.
bietet damit die Basis für einen „probe, hypothesize,
Dabei erkunden und bearbeiten alle Spieler indivi-
reprobe, rethink cycle“ (Gee, 2007, S. 87 ff.), der zu
duell einen gesamten Softwareprozess. Gleichzeitig
einer tieferen Auseinandersetzung mit dem simu-
jedoch agiert jeder Spieler auch in einem Team und
lierten Softwareprozess führt. Die im Spiel gebote-
sammelt für dieses Punkte. Indem die Performance
ne Transparenz geht über die in vielen Projekten
des Teams – die Kumulation der Einzelspielerer-
vorgefundene Realität hinaus und ist im Idealfall
gebnisse – als primärer Erfolgsfaktor herangezogen
ein Anstoß für das Hinterfragen von Intransparenz
wird, werden Zusammenarbeit und Diskussion
in erlebten oder noch folgenden (Kurs-)Projekten
innerhalb der Teams gefördert.
der Lernenden.
Dashboards, welche einerseits Teamrankings
Abbildung 3 zeigt einen Mockup-Entwurf des
und andererseits Rankings einzelner Spieler inner-
webbasierten Spiels mit Kollaborationselementen.
halb dieser Teams zur Verfügung stellen, bieten
Im Kopf der Seite ist erkennbar, dass der Spieler
dabei Orientierung. Sie zeigen an, wie gut bisher
Austin Mitglied des Teams 3 ist. Auf der rechten
getroffene Entscheidungen in Relation zu anderen
Seite befinden sich Informationen über das aktuelle
Spielern waren. Diese Orientierung dient als Aus-
Ranking, ein Team-Chat und Nachrichten vom
gangspunkt für Interaktionen innerhalb der Teams
Spielleiter. Das Ranking stellt dar, dass sich das
und als Anlass für den ständigen Versuch, Ent-
Team 3 momentan an Platz 3 (von 10 Teams) befin-
scheidungen zu optimieren.
Abb. 3: Mockup mit Kollaborationselementen
Dazu bietet das Spiel die Möglichkeit, einzelne det. Auf das Team bezogen drückt es aus, dass
Spielabschnitte zu wiederholen. Wiederholbarkeit Austin innerhalb seines Teams von vier Teammit-
in Kombination mit verfügbarer Orientierung un- gliedern am zweitbesten agiert hat. Ein Teammit-
terstützt die Analyse und Reflexion getätigter glied hat bisher also noch bessere Entscheidungen
Schritte und fördert somit die Anwendung des im getroffen. Dies ist in diesem Beispiel Anlass für
Spiel erworbenen Wissens. Gleichzeitig stärkt Sie eine kleine Diskussion im Team-Chat. Die Team-
das Gefühl der Selbststeuerung (control) der mitglieder verabreden sich zu einem persönlichen
Spielenden und steigert damit deren Motivation. Treffen, in welchem Entscheidungen analysiert und
An dieser Stelle zeigt sich eine Qualität, welche optimiert werden.
in Kursprojekten in dieser komprimierten Form
A. Spillner, H. Lichter (Hrsg.): SEUH 13 135
Eine Architektur, welche Lehrenden einen Inhalte werden mit den EPF-Werkzeugen standar-
schnellen Überblick über den Spielfortschritt des disiert und relativ komfortabel erstellt. Dabei
gesamten Kurses bietet, unterstützt die gezielte kommt ein gemeinsames einheitliches Vokabular
Interaktion bei Verständnisproblemen sowie die mit definierter Semantik zum Einsatz. Der in der
kursweite vergleichende Auswertung und reflek- Abbildung 4 dargestellte EPF Composer verwendet
tierende Nachbesprechung der Spielergebnisse. die vertraute Unified Modeling Language (UML) um
grafische Visualisierungen der modellierten Soft-
Nutzung von Synergien mit Industriestan- wareprozesse zu erzeugen. Diese Visualisierungen
dards unterstützen die komfortable Erkundung der er-
Der einheitliche Zugang zu Softwareprozessen zeugten Prozessmodelle.
wird durch deren verschiedene Darstellungsfor- Der hierbei erbrachte Einarbeitungsaufwand
men erschwert. Die Softwareindustrie hat einigen der Lehrenden und Lernenden ist über eine spezifi-
Aufwand in die vereinheitlichte Dokumentation sche Simulations- und Spielwelt hinaus von Wert
und Kommunikation von Softwareprozessen inves- und Nutzen.
tiert. Basierend auf der Software and Systems Process
Engineering Metamodel Specification (SPEM) Version Unterstützung der Erkundung neuer Soft-
2.0 (Object Management Group, 2008) und ihrer wareprozesse
Vorgängerin Unified Method Architecture (UMA) Die Evaluation bestehender Ansätze digitaler SE-
stehen mit dem Eclipse Process Framework (EPF) Lernspiele hat ergeben, dass diese weniger geeignet
(The Eclipse Foundation, 2012) Werkzeuge bereit, waren, neue Lerninhalte zu vermitteln (Wangen-
um Softwareprozesse und Methoden zu dokumen- heim, Shull, 2009). Ein Grund dafür dürfte sein,
tieren, zu konfigurieren und zu veröffentlichen. dass diese Umgebungen die Einbettung von Lern-
Abb. 4: EPF Composer im Einsatz
EPF stellt über diese Werkzeuge hinaus bereits material nicht unterstützen.
eine umfangreiche Bibliothek von Softwareprozess- Die Verwendung des Eclipse Process Framework
inhalten bereit. (EPF) bietet sich auch an, um Lerninhalte eines
Die Nutzung dieser Industriestandards zur Ge- Softwareprozesses in die Simulations- und Spiel-
nerierung (von Teilen) der Simulationsmodelle als welt zu integrieren. So bietet der EPF Composer die
Basis digitaler Spiele bietet eine Reihe von Vortei- Möglichkeit, den dokumentierten Prozess in ein
len. Rollen, Phasen, Aufgaben, Prozessschritte, HTML-Format zu exportieren, welches dann, lokal
Artefakte, Templates und Leitfäden können extra- oder auf einem Webserver veröffentlicht, ohne
hiert und in die Simulations- und Spielwelt einge- weitere Werkzeuge mit einem Webbrowser erkun-
bettet werden. Bereits vorhandene Inhalte der EPF det werden kann.
Bibliothek werden dabei effizient genutzt. Neue
136 A. Spillner, H. Lichter (Hrsg.): SEUH 13
Nach vorheriger Aufbereitung der exportierten Abbildung 5 stellt einen anderen Entwurfsprozess
Softwareprozessbeschreibung ist es somit möglich, für derartige Simulationsmodelle dar. In diesem
diese für die Erkundung im Stile eines Adventures mehrstufigen Modellierungsprozess werden in
zu verwenden. Adventures sind ein Spiele-Genre, in einem ersten Schritt Inhalte aus der EPF Bibliothek
welchem Spieler aktiv ihre Spielwelt erkunden und ausgewählt bzw. mit dem EPF Composer erzeugt. In
dabei typischerweise Gegenstände und Informatio- einem zweiten Schritt wird daraus ein noch unvoll-
nen sammeln, welche sie im weiteren Spielverlauf ständiges Simulations(meta)modell generiert. Dazu
anwenden und kombinieren, um gestellte Rätsel werden Rollen, Aufgaben, Prozessschritte, Artefak-
und Aufgaben zu lösen. Übertragen auf ein digita- te, Leitfäden etc. aus dem EPF-Modell extrahiert. In
les Lernspiel in der SE-Ausbildung bedeutet dies, einem dritten Schritt wird ein passendes Szenario
dass ein Spieler die Prozessbeschreibung erkundet für die Anwendung dieses Softwareprozesses aus-
und dabei Informationen und Werkzeuge sammelt, gewählt. Dieses Szenario charakterisiert das simu-
welche anschließend im Spiel verwendet werden lierte Projektumfeld und enthält bspw. Details über
können. Eine bestimmte Aufgabe mit einem spezi- verfügbare simulierte Softwareentwickler. Im vier-
fischen Werkzeug kann erst dann an eine simulier- ten Schritt wird aus dem gewählten Szenario und
te Software-Entwicklerin übertragen werden, wenn dem teilfertigen Simulations(meta)modell ein Si-
zuvor die zugehörige Dokumentation der Aufgabe mulationsmodell und ein darauf basierendes Spiel
in der Prozessbeschreibung besucht und das ent- generiert, welches anschließend für den konkreten
sprechende Werkzeug „eingesammelt“ wurde. Einsatz konfiguriert und angepasst werden kann.
Da die Spielumgebung die Erkundungsaktivi- An dieser Stelle werden Parameter eingestellt oder
täten der Spieler verfolgt, erhalten auch Lehrende Exkurse in Form von Minispielen in das Spiel inte-
einen Überblick darüber, wie aktiv Einzelspieler, griert. Ziel dieses vorgestellten Entwurfsprozesses
Teams und der gesamte Kurs im Spiel voranschrei- ist es, den Aufwand des Lehrenden für die Erstel-
ten. So werden Verständnisprobleme frühzeitig lung eines Simulationsmodells gegenüber beste-
erkannt und durch Interaktionen zwischen Leh- henden Ansätzen zu verringern. Die Tätigkeit des
renden und Lernenden aufgelöst. Modellerstellers wird sich dabei idealerweise auf
Durch die standardisierte Struktur der Prozess- das Mapping des gewählten Softwareprozessmo-
beschreibungen fällt Studierenden die Erkundung dells auf das Anwendungsszenario und die Para-
eines zweiten oder dritten Softwareprozesses zu- metrisierung der Simulation bzw. des Spiels be-
nehmend leichter. Sie erhalten spielerisch Zugang schränken.
zum Kennenlernen verschiedener Softwareprozes-
se in einem Industriestandard. Nutzung von Werkzeugen aus dem echten
Softwareentwicklerleben
Effiziente Erzeugung transparenter Simula- Aktuelle kommerzielle Spieletitel begeistern Spieler
tionsmodelle mit fotorealistischen Darstellungen virtueller Wel-
Bisherige Ansätze verwenden eine Domain Specific ten. Einen Wettbewerb um Realitätsnähe auf dieser
Language (DSL) (Drappa, Ludewig, 2000) oder ei- Ebene kann ein digitales Lernspiel mit viel geringe-
nen Regeleditor mit grafischer Oberfläche (Navar- rem Budget und Ressourceneinsatz nur verlieren.
ro, 2006). Die Entwicklung der Modelle erfolgt in Wie kann ein Lernspiel jenseits solcher Dimensio-
den verfügbaren Spielumgebungen von Null an, nen dennoch relevant und realistisch wirken?
d.h. jedes einzelne Attribut einer jeden Entität und Die Integration von Werkzeugen aus dem ech-
jedes Element des Softwareprozesses muss aufs ten Softwareentwicklerleben in das Spielerlebnis
Neue modelliert werden. Auch die Steuerung der trägt an dieser Stelle dazu bei, den realistischen
zugrundeliegenden Simulation muss über Regeln Charakter des Lernspiels zu unterstreichen. Diese
implementiert werden. Ein Konzept der Wieder- Werkzeuge werden durch simulierte Softwareent-
verwendung existiert hierbei nicht. Erschwerend wickler getrieben. Hierzu ein kleines Beispiel: der
kommt hinzu, dass in den Modellen nicht zwischen simulierte Softwareentwickler Bob hat gerade seine
dem eigentlichen Softwareprozess und seiner An- Arbeit am Anforderungsdokument beendet. Er
wendung in einem spezifischen Kontext (Spielsze- stößt ein Commit in der verwendeten Versions-
nario, Simulationsexperiment) unterschieden wird. verwaltung an und schließt anschließend das Ti-
cket im Ticket-Verwaltungssystem – so wie in ei-
nem echten Softwareprojekt. Der Spieler sieht diese
Aktivitäten anschließend in den Aktivitäten- und
Repository-Sichten der jeweiligen Werkzeuge und
kann sie nachvollziehen. Aktuelle Werkzeuge, wie
bspw. das an der FH Stralsund eingesetzte Redmine
Abb. 5: Erzeugung eines Simulationsmodells (Lang, 2012), sind quelloffene Webanwendungen
und verfügen über Schnittstellen für die Integrati-
A. Spillner, H. Lichter (Hrsg.): SEUH 13 137
on, so dass sie auch von simulierten Softwarepro- Fazit und Ausblick
jekten verwendet werden können.
Simulation und Digital Game-Based Learning
Studierende, welche bereits mit derartigen
(DGBL) können bei geeigneter Implementierung
Werkzeugen gearbeitet haben, werden diese wie-
den Aufbau einer effizienten konstruktivistischen
dererkennen und Parallelen herstellen können.
Lernumgebung unterstützen.
Anderen Studierenden werden sie im Laufe ihres
Bestehende Lösungen für die Anwendung von
Studiums noch begegnen und dann schon etwas
Simulation und Digital Game-Based Learning in
vertrauter vorkommen.
der SE-Ausbildung haben Pionierarbeit geleistet
Förderung von Analyse und Reflexion und zeigen ermutigende Ergebnisse. Sie schöpfen
das vorhandene Potential jedoch nicht aus. Anfor-
Neben der aktiven Problemlösung, kontinuierli-
derungen an die Gestaltung einer konstruktivisti-
chem Feedback und sozialer Interaktion in Teams
schen Lernumgebung sind in Teilen nicht erfüllt.
tragen verschiedene Perspektiven zu einer
Dies betrifft insbesondere die Unterstützung sozia-
konstruktivistischen Lernumgebung bei.
ler Interaktion, frühe Anreize für Artikulation und
Das aktive Steuern der simulierten Charaktere
Reflexion und die Bereitstellung multipler Perspek-
in der Spielumgebung stellt eine erste Perspektive
tiven auf den jeweiligen Softwareprozess als Lern-
dar. Die gesammelten Statistiken während des
gegenstand.
Spiels liefern eine aggregierte zweite Sicht. Inte-
Im Forschungsprojekt Sim4SEEd wurden Ideen
grierte Werkzeuge aus dem echten Softwareent-
entwickelt, mit welchen vorhandenes Potential
wicklerleben liefern eine dritte realitätsnahe Per-
weiter ausgeschöpft wird. Diese Ideen bilden die
spektive. Die verfügbare Beschreibung des Soft-
Kernelemente einer neuen Spielumgebung, welche
wareprozesses, welche während des Spiels erkun-
im Rahmen des Projekts entwickelt wird.
det wird, stellt eine weitere Perspektive dar, die
Sim4SEEd (www.sim4seed.org) ist ein laufendes
gleichzeitig vom gespielten Anwendungsszenario
Forschungsprojekt. Der derzeitige Fokus der Pro-
abstrahiert.
jektaktivitäten liegt auf der Konzeption einer pas-
Da die Spielumgebung mit dem Eclipse Process
senden Gesamtarchitektur und der Modellierung
Framework (EPF) auf einem frei verfügbaren Indust-
der Simulationskomponente, welche die Einbin-
riestandard basiert, ist es ohne weiteres möglich,
dung von Softwareprozessen aus dem Eclipse Pro-
Studierende im Anschluss an ein Spiel in dieses
cess Framework (EPF) unterstützt.
einzuführen. Mit dem EPF Composer können
bspw. eigene Prozesse modelliert, analysiert und
diskutiert werden, was die Reflexion und die Über- Literatur
tragung des erworbenen Wissens auf andere Szena- Akilli, G. (2007): „Games and Simulations: A New
rien und Kontexte fördert. Approach in Education?“. In: Games and
Simulations in Online Learning: Research and
Bessere Wiederverwendbarkeit und web- Development Frameworks. Information Sci-
basierte Architektur ence Pub., S. 1–20.
Die Trennung von Spiel- und Simulationskompo-
nente eröffnet die Möglichkeit, nur einzelne Be- Barros, M.O.; Dantas, A.R.; Veronese, G.O. u. a.
standteile der Umgebung (wieder) zu verwenden. (2006): „Model-driven game development:
So können Spiele mit einem anderen Spielfluss experience and model enhancements in
oder anderen Benutzeroberflächen die gleiche Si- software project management education“.
mulationskomponente nutzen. In: Software Process: Improvement and Practi-
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