Yazılım mühendisliğinde deneysel bir çalışma: proje tabanlı ve proje destekli yöntemlerin ürün ve akademik başarıya etkileri

Öz

Yapılan araştırmalar, her yıl birçok yazılım projesinin öngörülen bütçe ve çalışma takvimini aştığını ya da başarısız olduğu için iptal edilerek milyar dolarlarla ifade edilen kaynak israfına neden olduğunu göstermektedir. Bu probleme yönelik çalışma alanlarından birisi de yazılım mühendisliği eğitimi alanıdır. Ancak, endüstrinin ihtiyaç duyduğu miktarda, istenilen bilgi ve becerilere sahip yazılım mühendislerinin halen yetiştirilemediği ve bu iş gücü açığının gittikçe arttığı gözlenmektedir. Bu durumun nedenleri arasında üniversitelerdeki öğretmen merkezli ve geleneksel öğretim yöntemlerini göstermek mümkündür. Öte yandan, yazılım mühendisliğinde ürün geliştirme ile öğrenme ve öğretim süreçleri, farklı düzeylerde bulunan bir dizi öğretim etkinlikleri ile bunların çeşitli uygulamalarını içermektedir. Bu bağlamda, öğrencilerin edinmesi gereken bilgi ve becerilerin yanı sıra geliştirilecek yazılım ürününün özelliklerini de dikkate alacak, öğrencilerin kendi bilgilerini yapılandırabileceği öğretim yöntemleri kullanılmalıdır. Aralarında çeşitli benzerlik ve farklılıklar bulunan Proje Destekli Öğretim (PDÖ) ve Proje Tabanlı Öğrenme (PTÖ) bunlara örnek gösterilebilir. Bu deneysel çalışmada, bilgisayar mühendisliği lisansüstü programında yer alan Veritabanı Yönetim Sistemleri Dersinin öğretiminde PTÖ ve PDÖ yöntemleri kullanılmış, öğrencilerin akademik başarıları ile ürün ve proje performanslarına olan etkileri araştırılmıştır. Bu çalışmanın, (a) ilgili araştırma alanında PDÖ ve PTÖ yöntemlerini deneysel olarak karşılaştıran bir çalışma olması ile (b) bunların derslere nasıl uygulanabileceğine ilişkin bulgulara dayalı ilke ve öneriler sunmasını, bilgisayar ve yazılım mühendisliği alanına olan iki önemli katkı olarak göstermek mümkündür.

Anahtar Kelimeler

• Yazılım mühendisliği,Proje destekli öğretim,Proje tabanlı öğrenme

An empirical study in software engineering: the effects of project-based and project-supported methods on product and academic achievements

Abstract

The studies show that many software projects exceed the estimated budget and schedule every year, or they are canceled on account of failure, and thus, this causes the waste of resources expressed in billion dollars. Software engineering education is one of the research areas aiming to produce solutions to this important problem. However, it is seen that there is still a need for large amount of skilled and educated software engineers required for the industry, and this workforce gap is also in an increasing fashion. One of the main reasons is thought to be the traditional or teacher-centered methods that are widely adopted in universities. On the other hand, software product development as well as learning and teaching processes, include a series of activities, which require their applications with a range at different levels. Therefore, the instructional methods should be adopted, which primarily concern the knowledge and skills that need to be acquired by engineering students together with the requirements and attributes of software systems to be developed in courses. Project-Assisted Instruction (PAI) and Project-Based Learning (PBL) can be given as examples for this type of methods. Therefore, in this research, the PBL and PAI methods are used in teaching the Database Management Systems Course, and their effects on academic achievements, product and project performances are explored. It is possible to say that the study has two contributions to the engineering research domain. First, (a) it is a study that compares PAI and PBL in an experimental setting. Second, (b) it presents the guidelines and prescriptions for the application of these methods for the domains of computer and software engineering education based on empirical findings.

Keywords

• Software engineering,Project-Assisted instruction,Project-Based learning

References

1. Standish G. “Chaos Report on Software Projects”. Project Smart, The Standish Group, USA, 2014.
2. Tooker G. “Real world 101: What some engineers in industry want your students, and you to know”. American Society for Engineering Education Magazine, 11, 19-22, 1992.
3. IEEE-ACM. “Software Engineering 2014: Curriculum Guidelines for Undergraduate Degree Programs in Software Engineering". The Joint Task Force on Computing Curricula, USA, 2014.
4. Shaw M. “Software Engineering for the 21st Century: A Basis for Rethinking the Curriculum”. Carnegie Mellon University, USA, Technical Report, 2005.
5. Ardis M. "Advancing software engineering professional education". IEEE Software, 11, 53-63, 2011.
6. Yu L. Overcoming Challenges in Software Engineering Education: Delivering Non-Technical Knowledge and Skills. 1st ed. USA, IGI-Global, 2014.
7. Thompson JB. "why better industrial/academic links are needed if there is to be an effective software engineering workforce". Conference on Software Engineering Education and Training, Pittsburgh, PA, USA, 9-12 March 2010.
8. MacKellar BK, Sabin M, Tucker AB. Bridging the Academia-Industry Gap in Software Engineering: A Client-Oriented Open Source Software Projects Course. Editor: Yu L. Overcoming Challenges in Software Engineering Education, 373-396, USA, IGI-Global, 2014.

9. Lee J, Cheng YC. “Change the face of software engineering education: A field report from Taiwan”. Information and Software Technology, 53, 51-57, 2011.
10. Kitchenham B, Brereton OP, Budgen D, Turner M, Linkmana S. “Systematic literature reviews in software engineering-A Systematic literature review”. Information and Software Technology, 51(1), 7-15, 2009.
11. Silva FQB, Santos ALM, Soares S, França A.C, Monteiro, CVF, Maciel FF. “Six years of systematic literature reviews in software engineering: An updated tertiary study”. Information and Software Technology, 53(9), 899-913, 2011.
12. Malik B, Zafar S. “A systematic mapping study on software engineering education”. International Journal of Social, Behavioral, Educational, Economic, Business and Industrial Engineering, 6(11), 3343-3353, 2012.
13. Ellis HJC, Demurjian SA, Naveda JF. Software Engineering: Effective Teaching and Learning Approaches and Practices, 1st ed. New York, USA; IGI Global, 2009.
14. Motta G, Wu B. Software Engineering Education for a Global E-Service Economy: State of The Art, Trends and Developments, 1st ed. New York, USA, Springer International Publishing, 2014.
15. Bourque P, Fierley RED. "Guide to the Software Engineering Body of Knowledge (SWEBOK v.3)". USA, IEEE Computer Society Report, 2014.
16. Uysal MP. “In Search of software engineering foundations: A theoretical and trans-disciplinary perspective”. International Journal of Computer Theory and Engineering, 8(4), 328-332, 2016.
17. Hilborn R. “Team learning for engineering students”. IEEE Transactions on Education, 37(2), 207-211, 1994.
18. Felder RM, Brent R. “Designing and teaching courses to satisfy the ABET engineering criteria”. Journal of Engineering Education, 92(1), 7-26, 2003.
19. Mills JE, Treagust DF. “Engineering education–is problem-based or project-based learning the answer”. Australasian Journal of Engineering Education, 4, 2-18, 2003.
20. Thomas JW. “A Review of Research on Project-Based Learning. The Research Review and the Executive Summary Report”. http://www. bobpearlman.org/BestPractices/PBL_Research.pdf (07.02.2015).
21. Şahin H. “Proje tabanlı öğrenme yaklaşımının uygulanmasında fen ve teknoloji öğretmenlerinin karşılaştıkları güçlüklerin incelenmesi”. AİBÜ Eğitim Fakültesi Dergisi, 12(1), 145-166, 2012.
22. Marx RW, Blumenfeld PC, Krajcik JS, Soloway E. “Enacting project-based science: challenges for practice and policy”. Elementary School Journal, 97, 341-358, 1997.
23. Osakue EE, Thomas G. “Students’ perception of project assisted learning”, Latin American and Caribbean Journal of Engineering Education, 5(1), 12-17, 2011.
24. Yadav SS, Xiahou J. "Integrated project based learning in software engineering education". International Conference on Educational and Network Technology, Qinhuangdao, China, 25-27 June 2010.
25. Grant MM. “Learning, beliefs, and products: students' perspectives with project-based learning”. Interdisciplinary Journal of Problem-Based Learning, 5(2), 37-67, 2011.
26. Mioduser D, Betzer N. “The contribution of project-based learning to high achievers’ acquisition of technological knowledge and skills. International Journal of Technology and Design Education, 18(1), 59-77, 2007.
27. Beckett GH. “Teacher and student evaluations of project-based instruction”. TESL Canada Journal, 19(2), 52-66, 2002.
28. Summers, EJ., Dickinson, G. “A longitudinal investigation of project-based instruction and student achievement in high school social studies”. Interdisciplinary Journal of Problem-Based Learning, 6(1), 82-103, 2012.
29. Rogers MAP, Cross DI, Gresalfi MS, Trauth-Nare AE, Buck GA. “First year implementation of a project-based learning approach: The need for addressing teachers’ orientations in the era of reform”. International Journal of Science and Mathematics Education, 9(4), 893-917, 2011.
30. Lam SF, Cheng RW, Choy, HC. “School support and teacher motivation to implement project-based learning”. Learning and Instruction 20, 487-497, 2010.
31. English MC, Kitsantas A. “Supporting student self-regulated learning in problem and project-based learning”. Interdisciplinary Journal of Problem-Based Learning, 7(2), 128-150, 2013.
32. Tamim SR, Grant MM. “Definitions and uses: Case study of teachers implementing project-based learning”. Journal of Problem-Based Learning, 7(2), 72-101, 2013.
33. Cihan P, Kalıpsız O. “Yazılım mühendisliği ders projelerinin teknik yetkinliklerinin değerlendirilmesi”. Sigma Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, 31, 595-603, 2013.
34. Aybay I. “Yazılım mühendisliği dersi için proje ağırlıklı ve problem çözmeye dayanan yeni bir yaklaşım”. 3. Ulusal Yazılım Mühendisliği Sempozyumu, Ankara, Türkiye, 27-30 Eylül 2007.
35. Karakaya KM, Bostan A. “Yazılım mühendisliği eğitiminde bitirme projesinin yürütülmesinde iki farklı yöntemin öğrenci bakış açısıyla değerlendirilmesi”. 9. Ulusal Yazılım Mühendisliği Sempozyumu, İzmir, Türkiye, 9-11 Eylül 2015.
36. Yılmaz M, Tasel S, Güleç U, Sopaoğlu, U. “Bilgisayar mühendisliği bitirme projeleri için düşünülmüş bir süreç yönetim modeli”. 10. Ulusal Yazılım Mühendisliği Sempozyumu, Çanakkale, Türkiye, 24-26 Ekim 2016.
37. Giray, G, Tüzün E, Garousi V. “Türkiye’deki üniversitelerdeki yazılım mühendisliği öğretim programlarının SWEBOK kılavuzu kullanılarak değerlendirilmesi”. 10. Ulusal Yazılım Mühendisliği Sempozyumu, Çanakkale, Türkiye, 24-26 Ekim 2016.
38. Ulusal Yazılım Mühendisliği Sempozyumu. “2003-2016 Yılları Arasında Yayımlanan Sempozyum Kitapçıkları”. http://ceur-ws.org/ (06.01.2017).