Експериментальні дослідження процесів налагодження комп'ютерних програм студентами з використанням Process Mining

UKR: Розуміння того, як студенти налагоджують програми та з якими проблемами вони стикаються, має велике значення для підвищення якості навчання програмуванню. Аналізуються процеси налагодження комп'ютерних програм з метою підвищення якості навчання студентів програмуванню. Наведено приклад оцінки поведінки й навичок налагодження студентів. Процес налагодження тексту програми розглядається як послідовність дій при роботі з інструментами в середовищі розробки. Для виявлення навичок налагодження застосовано метод підсіву помилок. Розроблено програми з типовими логічними помилками. Виконано експеримент в якому проведено оцінку дій 41 розробника, що виконує налагодження. В рамках експерименту студенти повинні були виправити типові логічні помилки, використовуючи інтегроване середовище розробки Visual Studio. Відстежувалися дії кожного розробника при виконанні поставлених завдань. Формування моделей процесів налагодження виконано методами Process Mining. На основі отриманих моделей процесів налагодження та найбільш часто повторювальних сесій вдалося виявити 4 шаблони поведінки учасників експерименту. Результати демонструють ефективність Process Mining для кращого розуміння того, як розробники виконують налагодження програм. Виявлено, що функції налагоджувача Visual Studio використовуються незадовільно. Учасники, які не використовували засоби налагодження натомість використовували метод спроб і помилок, а також використовували виведення значень на екран. Ці результати закликають посилити практичний досвід налагодження в навчальних програмах. Потребує подальший розвиток інструментальних та організаційних засобів навчання студентів налагодженню в курсах з програмної інженерії.

RUS: Понимание того, как студенты отлаживают программы и с какими проблемами они сталкиваются, имеет большое значение для повышения качества обучения программированию. Анализируются процессы отладки компьютерных программ с целью повышения качества обучения студентов программированию. Описывается пример оценки поведения и навыков отладки у студентов. Процесс отладки текста программы рассматривается как последовательность действий при работе с инструментами в среде разработки. Для выявления навыков отладки применен метод подсева ошибок. Разработаны программы с типичными логическими ошибками. Проведен эксперимент, в котором оценили действия 41 разработчика, выполняющего отладку. В рамках эксперимента студенты должны были решить типичные логические ошибки, используя интегрированное средство разработки Visual Studio. Отслеживались действия каждого разработчика при выполнении поставленных задач. Формирование моделей процессов отладки выполнено методами Process Mining. На основе полученных моделей процессов отладки и наиболее часто повторяющихся сессий удалось обнаружить 4 шаблоны поведения участников эксперимента. Результаты демонстрируют эффективность Process Mining для лучшего понимания того, как разработчики подходят к решению задачи отладки. Выявлено, что функции отладчика Visual Studio используются, неудовлетворительно. Участники, которые не использовали средства отладки, вместо этого использовали метод проб и ошибок, а также использовали вывод значений на экран. Эти результаты призывают усилить практический опыт отладки в учебных программах. Требуют дальнейшего развития инструментальные и организационные средства обучения студентов отладке в курсах по программной инженерии.

ENG: Understanding how students debug programs and what problems they encounter is important for improving the quality of programming instruction. The processes of debugging computer programs are analyzed in order to improve the quality of students' programming instruction. An example of assessing students' debugging behavior and skills is described. The process of debugging program text is considered as a sequence of actions when working with tools in the development environment. To identify the debugging skills, the method of error-sowing is applied. Programs with typical logical errors were developed. An experiment was conducted in which the actions of 41 developers performing debugging were evaluated. As part of the experiment, students had to solve typical logical errors using the Visual Studio integrated development environment. The actions of each developer in completing the tasks were tracked. Debugging process models were generated using Process Mining methods. Based on the obtained models of debugging processes and most frequent sessions it was possible to identify 4 patterns of behavior of the experiment's participants. The results demonstrate the effectiveness of Process Mining for a better understanding of how developers approach the debugging task. The Visual Studio debugger features were found to be used, unsatisfactorily. Participants who did not use the debugging tools instead used trial and error and used the display of values on the screen. These results call for more hands-on debugging experiences in the training programs. The instrumental and organizational tools for teaching students to debug in software engineering courses require further development.