Unterschiede im Leseverhalten von Algorithmen und Programmen

Kather, Philipp; Vahrenhold, Jan

Abstract

Studierende der Informatik erlernen in der Studieneingangsphase sowohl die Grundlagen der Programmierung als auch die für das Studium notwendigen formal-mathematischen Grundlagen. Der Fokus liegt dabei einerseits auf der Modellierung, programmiersprachlichen Realisierung und dem Verständnis kleinerer Programme und andererseits auf dem Erlernen abstrakter Analyse- und Beweistechniken. Diese Konzepte werden im Rahmen einer weiterführenden Vorlesung über den Entwurf und die Analyse von Algorithmen kombiniert, in der Eigenschaften von Algorithmen, wie beispielsweise Laufzeit oder Korrektheit, betrachtet werden. Der hierzu notwendige Transfer der an abstrakten Aussagen eingeübten Analyse- und Beweistechniken auf konkrete Programme stellt eine nichttriviale Kombination von Abstraktionsebenen dar, die erfahrungsgemäß viele Studierende herausfordert. Prinzipiell wäre denkbar, dass sich das Verständnis von Algorithmen vollständig auf disjunkte Erkenntnisse aus dem Programm- und Beweisverständnis zurückführen lässt. In dieser Studie untersuchen wir in einem ersten Schritt das Leseverhalten fortgeschrittener Studierender in Bezug auf Programme und Algorithmen. Genauer wird die Verweildauer auf Programmabschnitten unterschiedlicher Komplexität unter Verwendung von Eye-Tracking-Mechanismen erfasst und analysiert. Wir können den aus der Forschung zum Programmverständnis bekannten Effekt wiedererkennen, dass vergleichsweise länger auf komplexeren Abschnitten von reinen Programmen verweilt wird. Dieser Effekt zeigt sich jedoch nicht in gleicher Form bei Algorithmen. Unsere Studie liefert somit erste Anzeichen dafür, dass der Beweis als wichtigstes Unterscheidungsmerkmal zwischen Algorithmen und Programmen Lesestrategien beeinflussen könnte. Bereits aus diesem Teilergebnis folgt, dass sich das Verständnis von Algorithmen nicht ausschließlich durch Erkenntnisse aus dem Bereich des Programmverständnisses erklären lässt.