Bachelorarbeit
Automatisierte Quelltextanalyse zur Evaluierung von Lösungen für Programmieraufgaben
Completion
2022/03
Research Area
Students
Max Werler
Advisers
Dr.-Ing. Sebastian Heil
Description (German)
Die zunehmende Bedeutung des digitalen Lehrens und Lernens erhöht auch den Bedarf an vielseitigen Werkzeugen zur Verwaltung von Online-Aufgaben für Lehrende und zur Bearbeitung dieser Aufgaben für Lernende. Insbesondere im Informatikstudium bilden Programmieraufgaben ein zentrales didaktisches Mittel zur Vertiefung von Erlerntem Wissen im Rahmen von Lehrveranstaltungen oder im Selbststudium. Der Aufwand für die manuelle Überprüfung, Korrektur und das Geben von Rückmeldungen an die Lernenden ist hierbei bereits ab mittlere Teilnehmerzahlen immens. Existierende Werkzeuge wie bspw. Online-Lernplattformen bieten bei Programmieraufgaben nur eine begrenzte Unterstützung für Lehrende und Lernende.
Diese Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Umsetzung eines konfigurierbaren web-basierten Bausteins für Programmieraufgaben in der Lehre. Dieser muss den Lernenden die Eingabe von Quelltexten als Lösung der gestellten Aufgabe ermöglichen und sollte einfach in bestehende Systeme als WebComponent integrierbar sein. Verschiedene Unterstützungs-Niveaus wie Syntax Highlighting und Syntax Korrektur müssen aufgabenweise konfigurierbar sein. Die Herausforderung liegt in der automatisierten Auswertung der abgegebenen Lösungen, für die unterschiedliche Auswertungsarten zu realisieren sind: Strikte Syntax-Kontrolle, Ausführen von Testfällen, kriterien-basierte Überprüfung. Wichtige Anforderungen sind die Verwaltung von Abhängigkeiten/Imports, begrenzte heuristische Korrekturen von Syntaxfehlern, und eine isolierte Ausführungsumgebung.
Ziel dieser Arbeit ist es einen geeigneten Ansatz oder eine Kombination von Ansätzen zur Lösung des oben beschriebenen Problems von web-basierten Programmieraufgaben umzusetzen. Dies beinhaltet insbesondere die Untersuchung des Stands der Technik bezüglich automatisiert auswertbarer Aufgaben in Online-Lernplatformen, Code-Überprüfung und Online-Tutorials, und Web-basierter Codeausführung, sowie die Demonstration der Lösung durch prototypische Implementierung des Konzeptes ebenso, wie eine geeignete Evaluation durch Experimente mit realistischen Beispielaufgaben und -Lösungen.
