[論文レビュー] Pair versus Solo Programming -- An Experience Report from a Course on Design of Experiments in Software Engineering

Omar S. Gómez, José L. Batún+1 more|arXiv (Cornell University)|Jun 18, 2013

Software Engineering Techniques and Practices参考文献 21被引用数 9

ひとこと要約

本研究では、21名の大学3年生（7組のペア、7名の個人）を対象とした制御実験を通じて、ソフトウェア工学の授業におけるペアプログラミングと個人プログラミングの比較評価を行った。結果として、ペアプログラミングでは開発時間が28%短縮され、個人プログラミングでは自己報告された作業負荷が30%低減したが、両者とも有意水準α=0.1で有意であった。これは、プログラミングモードに応じて時間効率と認知的負荷のトレードオフが生じることを示している。

ABSTRACT

This paper presents an experience report about an experiment that evaluates duration and effort of pair and solo programming. The experiment was performed as part of a course on Design of Experiments (DOE) in Software Engineering (SE) at Autonomous University of Yucatan (UADY). A total of 21 junior student subjects enrolled in the bachelor's degree program in SE participated in the experiment. During the experiment, subjects (7 pairs and 7 solos) wrote two small programs in two sessions. Results show a significant difference (at alpha=0.1) in favor of pair programming regarding duration (28% decrease), and a significant difference (at alpha=0.1) in favor of solo programming with respect to effort (30% decrease). With only a difference of 1%, our results regarding duration and effort are practically the same as those reported by Nosek in 1998.

研究の動機と目的

• 実世界の教育的環境において、ペアプログラミングと個人プログラミングが開発期間および自己報告された作業負荷に与える影響を調査すること。
• ソフトウェア工学のカリキュラムにおいて、構造的実験計画（DOE）アプローチを用いて、プログラミング効率と認知的負荷に関する実証的データを提供すること。
• Nosek（1998）らの先行研究の結果を、変数を制御した現代的な学術的文脈で検証または対比すること。
• ソフトウェア工学の授業で実験的デザインを教えるための再現可能な実験フレームワークを提供すること。

提案手法

• ユカタン州立大学（UADY）の実験的デザイン（DOE）授業の一環として実施され、21名の大学3年生ソフトウェア工学専攻生が参加した。
• 参加者は、ペアプログラミング（7組の2名）または個人プログラミング（7名）の条件に割り当てられた。
• 各被験者は2回のセッションにわたり、2つの小さなプログラミング課題を実施し、時間と作業負荷を標準化された指標で測定した。
• 時間は、課題開始から完了までのウォールクロック時間を記録した。作業負荷は、自己報告された作業負荷によって評価された。
• 統計的分析では、有意水準α=0.1で、ペア条件と個人条件の平均時間および作業負荷を比較する仮説検定が適用された。
• 実験設計は、ランダム割り当てと一貫した課題仕様を含む、制御実験の原則に従ったものであった。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ペアプログラミングは、個人プログラミングに比べて開発時間を短縮するか？
• RQ2 ペアプログラミングと個人プログラミングの間で、自己報告された作業負荷に有意差があるか？
• RQ3 Nosek（1998）らの先行研究と比較して、時間と作業負荷の指標において、本研究の結果はどのように異なるか？
• RQ4 異なるプログラミングモードにおける時間効率と認知的負荷のトレードオフは何か？

主な発見

• ペアプログラミングは、個人プログラミングに比べて統計的に有意な28%の開発時間短縮効果を示した（p < 0.1）。
• 個人プログラミングは、ペアプログラミングに比べて統計的に有意な30%の自己報告作業負荷低減効果を示した（p < 0.1）。
• ペアと個人プログラミングの時間および作業負荷の差は、Nosek（1998）の研究と比較してわずか1%にとどまり、両研究間で一貫性があることが示された。
• 時間と作業負荷の違いはあったが、両者の全体的なパフォーマンス差は小さく、制御された条件下では両アプローチとも有効であることが示された。
• プロジェクトの制約に応じて、ペアプログラミングは迅速な納品に、個人プログラミングは低い認知的負荷に適していることが結果から支持された。
• 本研究は、DOEの原則を教えるために、ソフトウェア工学の授業で実際の実験を実施する可能性と教育的価値を示した。