«Cruzando el Abismo Educativo»

de la Ingeniería de Software utilizando Software como Servicio (SaaS)

y Computación en Nube

Armando FoxDirector Académico de Programas

Educativos en LineaUniversidad de California, Berkeley

Sistedes 2012, Almería, España 1

La moderna ingeniería de software es…

• Más fácil y eficaz de enseñar debido a herramientas de primera clase

• Atractivo para los estudiantes y los empleadores debido a las enormes oportunidades que ofrecen las aplicaciones “cloud+client”

• Escalable a bajo costo debido a la computación en nube, ante todo la calificación automatizada desplegando esas mismas herramientas en la nube

• Nos gustaría que los demás replicaran nuestro éxito

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Outline

• El problema y nuestra respuesta: Revisar el curso pregrado de Software Engineering

• Aprender haciendo en vez de escuchando: herramientas reemplazan metodologías

• Ampliación del curso a 50,000 estudiantes

• Aplicando la experiencia del MOOC en el aula

• Invitación: hágalo usted mismo

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Desarrollo del software en Silicon Valley

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• Desarrollo ágil y guiado por pruebas, programación en pareja, procesos ágiles

• Refinamiento iterativo, con despliegue frecuente, guiado por la retroalimentación del cliente

Programación en pareja en Pivotal Labs, San Francisco, CA. Foto: Tonia Fox

El problema…

• El curso Software Engineering tenía reputación floja– Estudiantes: «Nos explican las

metodologías, pero no las aplicamos en proyectos reales»

– Instructores: «Los estudiantes no aplican lo que le enseñamos»

– Empleadores: «Los estudiantes saben programar, pero les faltan habilidades importantes para el desarrollo del software…»

1. Manejar codigo heredado2. Trabajar en equipo y tratar con clientes

no técnicos 3. Automatizar las pruebas de software

* Unanimously #1 among 6 leading software companies we asked

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Las restricciones

• El estudiante tipico le dedica 12 horas/semana a cada curso– Curso 15 semanas = 3 semanas de empleo a

tiempo completo• Para realizar aplicaciones prototipicas en solo

14 semanas, hay que proporcionarles herramientas de alta productividad

• El futuro del software incluirá computación tanto en la nube como en el cliente móvil…¿cuál escoger?

• El entorno Rails para desplegar aplicaciones Ruby en la nube dispone de las mejores herramientas

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?

Revisar el curso

• El contenido y los temas del curso deben ser revisados por comites de la Universidad y también externos a la Universidad

• Pero el profesor tiene discreción en como presentar los temas

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Requisitos y documentación

Mantenimiento y refactorización

Disenõ y construcción Modelos de desarrollo

Arquitectura del software

Pruebas de software

Métricas de calidad Entregue y despliegue

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Las revisiones

• Enseñanza de los temas utilizando Rails, un entorno de alta productividad para el SaaS

• Aprender haciendo: herramientas reemplazan metodologías

• Enseñar y aprovecharse del Cloud Computing

• Equipos compactos y desarrollo ágil (ideal para el aula)

• Énfasis en pruebas

Una iteración de 2 semanas

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Discutir con cliente

Prototipo de baja fidelidad

Historias de usuario

Behavior-driven Design (BDD)

RSpecTest-driven development

(TDD) para pruebas unitarias

Medir velocidad

Desplegar en la nube

Codigo heredado

Patrones de diseño

Diseño impulsado por comportamiento

Desarrollo dirigido por pruebas

Outline

• El problema y nuestra respuesta: Revisar el curso pregrado de Software Engineering

• Aprender haciendo en vez de escuchando: herramientas reemplazan metodologías

• Ampliación del curso a 50,000 estudiantes

• Aplicando la experiencia del MOOC en el aula

• Invitación: hágalo usted mismo

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Metodologías y temas…

• Arquitectura del software, patrones de diseño, practicas de programación

• Test-first development, pruebas unitarias

• Behavior-driven design, pruebas de integración y aceptación

• Gestión ágil basada en iteraciones

• Colaboración en el equipo «dos pizzas» en gestión del codigo fuente

• Despliegue SaaS, seguridad, prestaciones

• Ruby & Rails

• RSpec

• Cucumber

• Pivotal Tracker• Git & GitHub

• Amazon EC2, Heroku

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…reforzados por herramientas

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Ejemplo: BDD con prototipo de baja fidelidad

Llegar al acuerdo con el cliente: historias de usuario

Característica: Ajustar a mano el horario del día Como personal del depto. EECS Para poder acomodar cambios a ultima hora Quiero poder ajustar las citas a mano

Escenario: añadir candidato a cita con capacidad disponible Dado que "Velvel Kahan" está disponible a las 10:20 Cuando elijo "Velvel Kahan" del menu de la cita

10:20 con "Armando Fox" Y pulso "Save Changes" Entonces veré la pagina del horario maestro Y veré el texto "Velvel Kahan añadido a la cita 10:20" Y "Armando Fox" tendrá cita con "Velvel Kahan"

a las 10:20 Escenario: quitar candidato de una cita

...etc.14

Conviertiendo historias en pruebas de

aceptación• Herramienta que ejecuta historias «en

texto plano» como pruebas de integración y aceptación

• Cada escenario corresponde a una historia de usuario– Pasos Dado establecen precondiciones– Pasos Cuando simulan las acciones del

usuario con simulador de navegador o bien con Selenium

– Pasos Entonces verifican las aserciónes • Definiciones de los pasos unen cada

línea de la historia a un trozo de código que realiza el intento del paso

• Notamos funcionamiento y cobertura de las pruebas

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Despliegue     

• «Plataforma como servicio» (PaaS) que se encarga de los detalles mecánicos del despliegue– Nivel de servicio gratuito basta para estos

proyectos• Despliegue sencillo = despliegue

frecuente– El cliente revisa las nuevas características

desplegadas durante cada iteración• Retroalimentación del cliente guía el

esfuerzo de la siguiente iteración 16

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De metodologías a herramientas

• Los estudiantes pueden seguir nuestros consejos (metodologías) con más facilidad

• Los instructores pueden observer y basar la calificación en medidas cuantitativas, y comprender más rápidamente el alcance de cada proyecto

• El progreso del equipo puede ser cuantificado a través de varias iteraciones

• Los estudiantes reciben retroalimentación inmediata indicando si sus estimados fueron realisticas, y ajustan para la proxima iteración

Resultados y Observaciones

• Matriculación en el curso: 35 – 50 – 75 – 110 – 165

• Comentarios de los clientes (25 empresas sin fines de lucro)– 92% “contentos” o “ecstáticos” – 48% le ofrecieron empleo continuado a los

estudiantes – 67% de los equipos tienen intención de

mantener las aplicaciones, aún sin oferta de empleo

• ¡Los estudiantes realmente se ingresan en el proceso ágil! – La complejidad de las historias se nivela en las

últimas iteraciones – Los proyectos varían en alcance, pero apenas en

la calidad del código y de las pruebas • El 60% de los estudiantes opinan que

debemos hacer todo lo posible para ampliar la matriculación en este curso

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Algunos ejemplos de proyectos

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Outline

• El problema y nuestra respuesta: Revisar el curso pregrado de Software Engineering

• Aprender haciendo en vez de escuchando: herramientas reemplazan metodologías

• Ampliación del curso a 50,000 estudiantes

• Aplicando la experiencia del MOOC en el aula

• Invitación: hágalo usted mismo

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Cambios para el MOOC

• Calificadores automatizados sofisticados para tareas de programación (código abierto en GitHub)

• Subdivisión de las conferencias en módulos de 7-10 minutos con preguntas de autoevaluación

• Sin cambio: mismas tareas, exámenes, fechas topes

• Costo directo de calificación automatizada en la nube, descargo del imagen VM, etc.: <$5/estudiante– subvencionado por donaciones de

Amazon, GitHub, Google, Microsoft

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Una iteración de 2 semanas

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Discutir con cliente

Prototipo de baja fidelidad

Historias del usuario

Behavior-driven Design (BDD)

RSpecTest-driven development

(TDD) para pruebas unitarias

Medir velocidad

Desplegar en la nube

Código heredado

Patrones de diseño

MO

OC

Calificación Automatizada

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Entrega de la tarea

Estrategia de calificación

Subir ficheras de código

• pruebas RSpec (funcionamiento)• [luego] reek/flay (estilo)

Subir ficheras con pruebas

• Prueba por mutación (Amman & Offutt): inyectar errores en la aplicación, verificar que no pasan las pruebas

Ingresar URL de aplicación desplegada en la nube (Heroku)

• Prueba remota con RSpec, Cucumber, y Mechanize, también en la nube• [luego] prueba remota con SauceLabs

Preguntas cortas (opción múltiple, etc.)

• Herramientas que emiten formato XML e impresa

Califica-dor

presenta-

ción del estudi-ante

rúbrica

retroalimentación

95100

1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 20000.0%

5.0%

10.0%

15.0%

20.0%

25.0%

30.0%

35.0%

0% 1% 2% 3%4%

8%

15%

28%32%

7%

0%

Fecha de nacimiento

¿Quiénes son los estudiantes?

• 12% fem., 88% masc.• Edad mediana: 27 años• 75% entre 21 y 38 años• De 10 á 106 años

33% título de pos-grado

31% título de grado

12% título grado en progreso o no

completo

8% es-cuela se-cunda-

ria12% título profe-

sional

¿Quiénes son los estudiantes?

• 75% título grado o superior; 7% instructores

• 60% tratan con desarrollo o mantenimientodel SW en el empleo

Estudiantes capaces y con altas esperanzas

¿De dónde son?

1. EE.UU.22.8%

2. India 6.6% 3. Fed. Rusa 6.6% 4. España 5.0% 5. Ucrania 4.7% 6. Brasil 4.1% 7. Colombia 3.4% 8. Canada 2.7% 9. Reino Unido 2.1% 10.Alemania 1.8%

11.Italia 1.7% 12.Polonia 1.7% 13.Romania 1.7% 14.China 1.4% 15.Argentina 1.3% 16.Belarus 1.3% 17.México 1.3%18.Pakistán 1.3% 19.Francia 1.2% 20.130 otros países

25%

Embudo y Estratificación

30

50,000 matriculados

25,000 vieron al menos 1 conferencia

10,000 presentaron al menos

1 tarea

3,500aprobaron

• «Quiero ayudar en el futuro»

• «Mejor que cualquier curso disponible á mi alcance»

«desgaste» de 90%+ confirmado por la experienca de 3 otros MOOCs en Stanford

y MIT

Outline

• El problema y nuestra respuesta: Revisar el curso pregrado de Software Engineering

• Aprender haciendo en vez de escuchando: herramientas reemplazan metodologías

• Ampliación del curso a 50,000 estudiantes

• Aplicando la experiencia del MOOC en el aula

• Invitación: hágalo usted mismo

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Como el MOOC mejoró el curso residencial

• Calificación automatizada…– permite que los ayudantes de enseñanza

se enfoquen en revisar los diseños, no en calificar

– Nos exige tareas libres de errores– Notar: debido a las mismas herramientas

que motivaron nuestros revisiones del curso

• Mejor organización de las conferencias: mayor asistencia, menos alumnos distraídos

• Mínima dependencia en recursos informáticos de la Universidad (debido a la nube)

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MOOC comparado con curso residencial

• Esfuerzo (horas/semana) y calificación de los estudiantes MOOC: dentro del 10% comparado con estudiantes en Berkeley, …pero… – No hay contacto directo entre estudiantes

MOOC y profesores/ayudantes – MOOC no exige proyecto con cliente

(profesor y ayudantes supervisan y facilitan revisión del diseño)

• Oportunidad: combinar las mejores características del MOOC con la experiencia del curso residencial

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Desventajas/Dolores/Trampas

• Criterios de calificación son demasiado anchos o estrechos – Desarrollo de las rúbricas por ensayo y error, yá

que el MOOC lleva 4 semanas de retraso comparado con curso residencial

– Afinar la retroalimentación de los calificadores para enfocar el contexto de las pruebas que no pasan

• Imposible impedir el plagio: en curso residencial, los exámenes se toman en el aula– Tal vez no es problema mientras el MOOC no

ofrezca crédito académico• Fechas tope de los proyectos a veces no

coincidían con la disponibilidad del cliente– Estimar «velocidad» requiere múltiples medidas

consistentes

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Outline

• El problema y nuestra respuesta: Revisar el curso pregrado de Software Engineering

• Aprender haciendo en vez de escuchando: herramientas reemplazan metodologías

• Ampliación del curso a 50,000 estudiantes

• Aplicando la experiencia del MOOC en el aula

• Invitación: hágalo usted mismo

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Obstáculo: ¡demasiados libros!

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Respuesta: Nuevo texto conciso y

barato

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• Conecta los temas de acuerdo con sus funciones en una iteración ágil

• Se refiere a libros adicionales para obtener más detalles sobre cada tema

• Un capítulo = una semana• Una sección del capítulo =

un módulo de video (conferencias)

• Libro electrónico con actualizaciones gratuitas (7 veces desde primera publicación en enero)

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en CreateSpace.com

Reacciones de nuestros colegas

«Sería mucho más probable preferir alumnos de este programa que de cualquier otro que he visto.»Brad Green, Gerente de Desarrollo y de Pruebas, Google Inc.

«Es un placer ver un texto que hace hincapié en la producción de software útil y real. También aplaudo el énfasis en obtener resultados al inicio del proceso, pues nada estimula más la moral y la actividad de los estudiantes.»Frederick P. Brooks, ganador del Premio Turing y autor del libro clasico The Mythical Man-Month

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Apoyando a los maestros

• 24 Julio: UC Berkeley se une a EdX• “SaaS parte II” a ofrecer en noviembre

– Técnicas avanzadas, trabajando en equipos «dos pizzas», manejando código heredado, JavaScript, seguridad y prestaciones en la nube

• Mejorando las evaluaciones a través de minería de datos – ¿Cuáles preguntas son las más dificiles?– ¿Cuáles son las que más discriminan entre

niveles de comprensión? 39

Programa beta:Pruebelo en su aula

• Recursos para utilizar como lo desee– Conferencias pregrabadas– Exámenes y tareas de

programación– Texto conciso y barato– Materias adicionales para

el instructor – Calificadores

automatizados compatibles con el entorno EdX (será código abierto antes del fin de año)

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Descuento del 20% en el libro impreso e

informes sobre el programa beta

¿Qué representa SaaS+Ágil para el aula y la empresa?

• Debido a computación en la nube, el talento en desarrollo puede convertirse en recompensa rápidacon baja barrera de entrada

• Los MOOCs pueden ayudar tanto con el reclutamento y la formación continua

• Excelentes herramientas + nube + MOOC + libro= preparación de los futuros líderes del software

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SaaS + nube

Desarrollo ágilRails

« triangul

o amoroso

»

¡Gracias!

Agradecimientos: Profs. David Patterson, Andrew Ng, Daphne Koller, Daniel Garcia, y personal de enseñanza

de CS 169 desde 2007 al presenteTraducción: es.wikipedia.org, Google Translate, y

Estudiantes Posgrados Latinoamericanos en Ingeniería y Ciencias (LAGSES) de UC Berkeley

Donaciones y/o apoyo: Amazon Web Services, GitHub, Google Inc., Microsoft Corp., New Relic, Pivotal Labs,

Sauce Labs

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