Cognitive aspects of conceptual modeling diagrams: An experimental study

Abstract

Bu çalısma grafiksel muhakeme ve kavramsal modelleme diyagramlarındahata bulma ile ilgilidir. Özellikle, konuya asina olan katılımcılar ilegösterimlere asina olan katılımcıların kavramsal modelleme gösterimleriüzerinde çalısırken sergiledikleri bilissel strateji ve davranıslardaki farklarçalısılmıstır. Konuya asina olan katılımcılar konu hakkında bilgi sahibidirlerama yazılım mühendisligi gösterimleri konusunda egitimleri yoktur. Öteyandan, gösterimlere asina katılımcılar yazılım mühendisligi gösterimlerindeegitim almıslardır ama konuya asina degillerdir. Ana deney ve takipçi deney,ayrıca, diagramların bazı özelliklerinin hata bulma davranıslarını nasıletkiledigini çalısmayı amaçlamaktadır. Ana deneydeki katılımcı gruplarınınperformansları, sözel protokol verileri ve göz hareketi verilerinin analiziyoluyla çalısılmıs ve karsılastırılmıstır. ki farklı metodun birlesimi, detaylıanalizleri güçlendirmistir. Takipçi deneyde diagramların bazı özelliklerininproblem çözmeyi nasıl etkiledigini daha detaylı görmek amacıyla yalnızcagöz hareketi verileri kullanılmıstır. Her iki deney yoluyla, diyagramsalkarmasanın muhakeme üzerinde negatif bir etkisi oldugu, diger yandannedensel bag derecesinin grafiksel muhakemeyi gelistirdigi sonucunavarılmıstır. Ana deneyde grupların grafiksel muhakeme islemlerinde bazıfarkların da oldugu gözlenmistir. Gösterimlere asina katılımcıların konuyaasina olmamalarına ragmen hata bulma konusunda daha basarılı olduklarıgözlenmistir. Bu çalısma göz hareketi verileri, sözel protocol analizi veperformans verilerinin yazılım mühendisligi gösterimlerinin bilisselincelemesine entegrasyonu sayesinde bilissel bilimler ve yazılım mühendisligiarasındaki etkilesimin önemini vurgulamaktadır.Anahtar Kelimeler: Grafiksel Muhakeme, Göz Hareketleri, Sozel ProtokolAnalizi

This thesis is about diagrammatic reasoning and error-finding in conceptualmodeling diagrams. Specifically, the differences of the cognitive strategiesand behaviors of notation-familiar participants versus domain-familiarparticipants working on conceptual modeling diagrams are inspected. Thedomain-familiar participants are experienced in the topic being represented,but they do not have any formal training in software developmentrepresentations. On the other hand, the notation-familiar participants areeducated in software representations, but unfamiliar with the topicrepresented. The main experiment and the follow-up experiment also aim tostudy how some properties of diagrams affect the error-finding behaviors.The participant groups? performances in the main experiment areinvestigated and compared by the analysis of verbal protocol data and eyemovement data. The combination of the two different methods enhancesdetailed analyses. In the follow-up experiment, only eye movement data isinvolved to evaluate how some properties of diagrams affect problemsolving.By means of both experiments, it is concluded that diagrammaticcomplexity has a negative effect on reasoning whereas the degree of causalchaining improves diagrammatic reasoning. In the main experiment, somedifferences in the diagrammatic reasoning processes between the groups areobserved, too. The notation-familiar participants are observed to be moresuccessful in error-finding although they are unfamiliar with the topic. Thisstudy underlines the interaction of cognitive science and softwareengineering by integrating eye movement data, verbal protocol analysis andperformance data into the cognitive inspection of software engineeringnotations.Keywords: Diagrammatic Reasoning, Eye Movements, Verbal ProtocolAnalysis