Programmierpraktikum: KI-Testfälle als Lernaufgabe einsetzen

Das Problem

Ein Programm läuft mit den Beispieldaten, und die KI liefert zusätzlich eine grüne Testanzeige. Frau Keller sieht darin noch keinen Nachweis für Verständnis. Wenn die erwarteten Ergebnisse aus demselben fehlerhaften Programm abgeleitet wurden, können Programm und Tests gemeinsam falsch sein.

Eine Spezifikation beschreibt, welches Verhalten ein Programm erfüllen soll. Ein Testfall verbindet eine Eingabe oder Ausgangssituation mit einem erwarteten Ergebnis. Randfälle liegen an wichtigen Grenzen, etwa bei einer leeren Liste oder genau am erlaubten Höchstwert.

Im Praktikum soll KI deshalb nicht bloss möglichst viele Tests erzeugen. Studierende müssen erklären, welche Anforderung ein Test prüft und warum das erwartete Ergebnis stimmt. Die Aufgabe verbindet Programmieren mit systematischem Nachdenken über Anforderungen.

So lösen Sie es mit KI – Schritt für Schritt

1. Öffnen Sie den fachlichen Auftrag. Halten Sie Eingaben, Ausgaben und Sonderfälle schriftlich fest. Prüfen Sie unklare Begriffe wie «gültig» oder «normal». Wenn das Verhalten bei fehlenden Werten nicht definiert ist, müssen Studierende diese offene Anforderung erkennen, bevor sie einen Test erfinden.

1. Lassen Sie zuerst eigene Testideen sammeln. Jede Person notiert ohne KI typische Fälle und einen schwierigen Grenzfall. Zu jedem Fall gehört eine Begründung aus dem Auftrag. So bleibt sichtbar, welche Überlegungen bereits eigenständig vorhanden sind und was später durch die KI ergänzt wird.

1. Fordern Sie KI-Testvorschläge als Tabelle an. Geben Sie die freigegebene Spezifikation ein und verlangen Sie Eingabe, erwartetes Ergebnis und geprüfte Anforderung. Lassen Sie unklare Ergebnisse als Rückfrage markieren. Programmcode ist in dieser Phase nicht erforderlich.

1. Prüfen Sie die erwarteten Ergebnisse unabhängig. Das erwartete Ergebnis dient als Vergleichsmassstab und wird auch Testorakel genannt. Leiten Sie es aus der Spezifikation, einer Handrechnung oder einer geprüften Referenz ab. Übernehmen Sie es nicht einfach aus dem aktuellen Verhalten des zu testenden Programms.

1. Ergänzen Sie gezielt fehlende Grenzen. Untersuchen Sie leere Eingaben, Wiederholungen, Reihenfolgen und zulässige Grenzwerte, soweit sie zum Auftrag gehören. Ungültige Eingaben brauchen ebenfalls eine vereinbarte Behandlung. Viele ähnliche Normalfälle können eine einzige wichtige Lücke nicht ausgleichen.

1. Setzen Sie die ausgewählten Tests um. Lassen Sie Studierende jeden automatisierten Test erklären, bevor sie ihn ausführen. Arbeiten Sie in der vorgesehenen Übungsumgebung mit erfundenen Daten. Bei einem Fehlschlag prüfen Sie Spezifikation, Test und Programm getrennt, statt sofort die Erwartung an die Ausgabe anzupassen.

1. Prüfen Sie die Aussagekraft. Verändern Sie in einer Kopie des Übungsprogramms gezielt eine kleine Regel und untersuchen Sie, ob ein passender Test fehlschlägt. Besprechen Sie, welcher Fehler unentdeckt bleibt und warum. Abschliessend entwirft jede Person einen zusätzlichen Test ohne KI und begründet dessen Nutzen.

Vorlage zum Kopieren

Entwirf für mich als Lehrperson Testfälle als Lernaufgabe.
Studienphase und bekannte Programmierkonzepte: [Angaben]
Spezifikation der Übungsfunktion: [Text]
Vereinbartes Verhalten bei ungültigen Eingaben: [Regeln]
Ziel der Unterrichtseinheit: [Ziel]

Erstelle eine Tabelle: Eingabe, erwartetes Ergebnis, geprüfte Anforderung,
Begründung und mögliche offene Frage.
Unterscheide Normalfälle, Grenzfälle und ungültige Eingaben.
Leite erwartete Ergebnisse ausschliesslich aus der Spezifikation ab.
Erfinde keine Anforderungen und liefere noch keinen fertigen Testcode.
Schlage Fragen vor, mit denen Studierende die Fälle kritisch prüfen.

Ersetzen Sie die Spezifikation durch einen kleinen, selbst erstellten Auftrag, dessen erwartetes Verhalten Sie fachlich prüfen können.

Worauf Sie achten müssen

• Verwenden Sie nur das von Ihrer Hochschule freigegebene Werkzeug und dafür geeignete Materialien. Geben Sie keine Personendaten von Studierenden in öffentliche KI-Dienste ein; für Übungen reichen erfundene Beispiele ohne Bezug zu einzelnen Personen.
• Prüfen Sie Fachbehauptungen am Originalmaterial. Eine flüssige Antwort kann falsche Zusammenhänge oder erfundene Belege enthalten; die erneute Nachfrage bei derselben KI ersetzt keine unabhängige Kontrolle.
• Testcode aus KI-Ausgaben bleibt ungeprüfter Programmcode. Führen Sie ihn nur in der vorgesehenen Übungsumgebung aus und kontrollieren Sie insbesondere Datei- oder Netzwerkzugriffe; für diese Lernaufgabe sind fremde Systeme und echte Zugangsdaten unnötig.
• Klären Sie Zugänglichkeit und erlaubte Hilfsmittel vor dem Einsatz. Bieten Sie eine gleichwertige Arbeitsmöglichkeit ohne privates Bezahlkonto an und berücksichtigen Sie unterschiedliche sprachliche sowie fachliche Voraussetzungen.
• Beachten Sie die Regeln Ihrer Schweizer Hochschule und die jeweils zuständigen kantonalen Vorgaben. Fragen zu Datenschutz oder Nutzungsrechten lassen Sie im Einzelfall durch die zuständige Fachstelle prüfen.

Ein Beispiel aus der Praxis

Ein fiktives Beispiel: Frau Keller betreut ein Programmierpraktikum an einer Schweizer Fachhochschule. Eine Übungsfunktion soll den Mittelwert einer nicht leeren Zahlenliste liefern und bei leerer Liste eine vereinbarte Fehlermeldung ausgeben. Die KI schlägt für die leere Liste jedoch den Wert null vor.

Die Studierenden vergleichen den Vorschlag mit dem Auftrag und verwerfen ihn. Anschliessend entdecken sie, dass ihre Tests bisher nur gleich grosse Werte enthalten. Mit unterschiedlichen Werten prüfen sie nun auch, ob tatsächlich summiert und durch die Anzahl geteilt wird; jede Ergänzung wird aus der Anforderung begründet.

Vertiefen können Sie das Vorgehen mit Mathematikstudium: Mit KI Beweislücken diskutieren und Verstehe ich den Stoff wirklich? KI-Antworten verdeckt prüfen.

So hilft Ihnen Alpasana

Der KI-Kurs für Entwicklerinnen und Entwickler von Alpasana behandelt Codegenerierung, Fehlersuche und die systematische Kontrolle von Änderungen. Tests, Prüfregeln und ein eigenes Praxisprojekt gehören zum beschriebenen Lernangebot.

Frau Keller kann daraus eine überprüfbare Arbeitsweise für ihr Programmierpraktikum ableiten: Anforderungen festhalten, Aufgaben begrenzen und Ergebnisse unabhängig kontrollieren. Die fachliche Gestaltung des Praktikums bleibt Aufgabe der Hochschule. Der Kurs bietet Weiterbildung im KI-gestützten Entwickeln; daraus folgt keine automatische Anerkennung als Hochschulleistung. Für die Übertragung eignet sich ein kleiner, selbst erstellter Beispielauftrag ohne fremden oder vertraulichen Programmcode.

Häufige Fragen

Soll die KI auch die Lösung programmieren?

Für diese Einheit steht der Testentwurf im Vordergrund. Eine vorhandene, kleine Übungsimplementierung erleichtert es, die Aufmerksamkeit darauf zu richten. Wenn KI auch Code erzeugt, müssen Lösung und erwartete Ergebnisse unabhängig geprüft werden.

Ist eine hohe Testanzahl ein gutes Bewertungskriterium?

Allein nicht, denn viele Tests können denselben Fall wiederholen. Bewerten Sie die Abdeckung wichtiger Anforderungen und die Begründung der Erwartungen. Auch bewusst erkannte Unklarheiten sind ein relevanter fachlicher Beitrag.

Wie beurteile ich individuelle Leistung in Partnerarbeit?

Lassen Sie beide Personen jeweils einen Test erklären und eine Änderung vorhersagen. Wechseln Sie die Rollen bei Entwurf und Umsetzung. Eine abschliessende Einzelaufgabe zeigt, wer den Zusammenhang zwischen Anforderung und Test selbst herstellen kann.