将开源软件引入教学：学生出现的常见错误

这篇论文中，我们作为一个名为 Expertiza 的 OSS 项目的教学人员和核心团队，讨论了我们在过去五年里支持 700 名学生，参加了 313 个基于 OSS 的课程项目的经验。

我们手动检查了这些课程项目，并总结了学生贡献中经常发生的 13 个常见错误，例如不遵循已存在的设计或混乱的 pull request。我们提出了五条建议来帮助学生减少常见错误的发生频率，并提高 OSS pull request 的质量。

CCS  概念 • 信息系统 → 开源软件 ; 协作和社交计算系统和工具; • 软件及其工程 → 开源模型 ;

关键词开源软件，软件工程，开源课程，Expertiza

另一个引人注目的优势是，开发者可自由地更改现有代码库代码。这样，开发者能任意添加想要的特性，这使得软件具有高度可定制性并且适用于各种用途。

更重要的是，日益增长的开发者为了成为更好的程序员而努力为 OSS 项目做贡献。拥有社区支持的帮助是 OSS 项目的另一优势，在这里开发者的编程技能将得到快速提升。

如上所述，为 OSS 项目做出贡献的一个显著优势是提升编程技能。因此，许多专家与学者尝试将 OSS 项目引入软件工程的课程中。这些努力为工科专业的学生带来了诸多益处。

第一，阅读文档与研究源码能帮助学生从真实项目 [5] 中学到许多东西，例如编码风格，特性设计和其他良好的开发习惯。

第二，从事 OSS  项目可以让学生全面了解一个大项目，因为学生在为已存在项目作贡献而不是从头开始项目。他们必须考虑新增代码如何与当前设计兼容。最后同样重要的是，学生需要经常和  OSS  核心团队交流。这种互动可以加强学生的沟通能力，这对于他们的未来职业发展至关重要。

尝试将 OSS  项目吸纳进课程中的老师有两个必须处理的问题，也就是如何从基于  OSS  的课程项目中获得想法以及评估学生交付的成果。其中  OSS  核心团队的成员最有资格设计课程项目与评估学生的工作成果。

例如，Ellis 和其他人 [8]  将 Sahana 项目纳入到他们的课程中。Sahana 核心团队将评估项目要求以及学生编写的所有代码。然而，出于开源社区自愿的性质，教师很难让  OSS 核心团队为他们的课程提供协助。

因此，一些教师已经将 OSS 项目中的“玩具性质功能”（由教学人员而不是开源社区委托/指定的功能）指定为课程项目。“玩具性质功能”使课程项目“不真实”，并且一旦项目完成，就会让学生的工作被搁置，而对 OSS 社区或软件用户没有任何进一步的好处。

在本文中，我们将分享一些我们作为教学人员和 OSS 核心团队成员的经验，以支持学生开发基于 OSS 的课程项目。我们审查了 2012 年秋季学期至 2017 年春季学期的 313 门课程项目，并分析了我们接受（合并）或拒绝学生的 pull request 的原因。

之后，我们总结了在回顾学生的代码合并请求时发现的 13 个常见错误。我们进一步发现，大多数学期中许多常见错误的出现频率保持相对稳定。

然后，我们提出五点建议，以帮助学生减少常见错误，并以更高的质量达到 OSS 的代码合并要求。

Raj 和 Kazemian [19] 在数据库实现课程中使用了 OSS 项目，以帮助学生深入了解软件设计和开发。作者认为，OSS 社区与学术界的合作可以重振计算机科学教育。Pinto 等人 [18] 采访了七位在软件工程课程中采用了 OSS 项目的软件工程教授。他们发现鼓励学生开展 OSS 项目不仅可以提高他们的社交和技术技能，还可以丰富他们的简历。

其他研究人员关注的是在软件工程课程中采用 OSS 项目的挑战性。 Toth [25] 认为在软件工程课程中使用 OSS 项目的第一个挑战是确定和选择合适的 OSS 项目。Smith 等人 [20] 报告了他们在选择软件工程 OSS 项目中的经验。他们表示，选择适当规模和复杂性的 OSS 项目非常重要。选择合适的 OSS 项目的重担可能会阻碍教师将 OSS 项目纳入软件工程课程的积极性。

同样的，Gehringer [10] 认为教师需要花费数周或数月的时间来寻找合适的 OSS 项目。教师自己参与 OSS 的开发会更好。作者还概述了几个已经与学术界合作的 OSS 项目。Ellis 等人 [6] 总结了他们在让学生参与 OSS 项目时遇到的五个挑战：学生缺乏经验、课程时间有限、非正式的开发实践、保持开发工作的能力和产品的复杂性。

此外，评估学生对 OSS 项目的贡献也很重要。在他们的文献综述文章中，Nascimento 等人 [17] 总结了学生和教师观点中的 10 种评估类型，例如考试，报告，软件工件，调查和演示。其中，调查是获取学生反馈的主要手段。软件工件、报告和演示是评估学生提交作品时的主要工件。

很少有论文提及评估学生对开源软件项目所做贡献的标准。Buchta 等人 [4] 介绍了详细的评分标准，涉及功能的实现、与项目经理的交流、报告的格式等。Liu [14] 提出了一个名为“渐进式开源软件”GROw(Gradually Ripen Open-source Software)的软件开发流程，其中包括评估标准和编码风格指南。

据我们所知，以前没有论文谈及学生对 OSS 项目贡献中经常发生的常见错误。在本文中，我们总结了 13 种常见的错误，并将其分为六大类，这可作为评估学生代码的核对清单。