De Kick Ass Development Reeks

Je bent als software ontwikkelaar continu bezig om je allerlei gereedschappen en technieken eigen te maken. De vaardigheid om snel en effectief te leren is misschien wel de belangrijkste die je als ontwikkelaar hebt. Het belangrijkste gereedschap dat je hierbij gebruikt is je brein. Maar maak je daar wel optimaal gebruik van? In de Kick Ass Development reeks zullen we je aan de hand van modellen en praktijkvoorbeelden inzichten en tips geven om je brein te refactoren voor optimaal rendement. In het eerste deel zullen we vooral leerstijlen en leerhulpmiddelen behandelen. We zullen in verdere artikelen aandacht besteden aan kennisgebieden die voor software ontwikkelaars interessant zijn. Bovendien zullen we adviseren hoe je het beste je brein in kunt zetten bij het oplossen van problemen.

Kick Ass development - part 1: developing a developer

De halfwaarde tijd van (vooral technologische) kennis neemt steeds sneller af. Technologische ontwikkelingen en globalisering zorgen ervoor dat je relatief veel moet doen om ‘bij te blijven’.

Als beginnend programmeur heb je tijdens je studie misschien een paar honderd regels code geproduceerd. Als starter word je vervolgens aan het werk gezet in een omvangrijk software project, waarbij de complexiteit een veelvoud is van alles waar je tijdens je studie mee bent geconfronteerd. Gaandeweg kom je erachter hoe complex software ontwikkeling eigenlijk is. Je kennis en expertise schieten vaak tekort om meteen een goede oplossing voor problemen te kiezen. Misschien denk je “Wijsheid komt met de jaren, en als ik wat meer ervaring heb word ik vanzelf beter”. Dit is waar, maar slechts tot op zekere hoogte.

Ervaring is nuttig, maar zegt echter niets over de kwaliteit die iemand kan leveren. Iemand kan jaren ervaring hebben met VB zonder zich te bekommeren om de basisprincipes van Object Oriëntatie. Als iemand 5 jaar ervaring heeft met een bepaalde techniek, is hij of zij dan een expert? Of heeft iemand dan 5 keer een jaar dezelfde ervaring op verschillende projecten?

Misschien heb je wel eens samengewerkt met iemand die complexe taken fluitend uitvoert. Wanneer je hem of haar aan het werk ziet, lijkt het allemaal makkelijk. In no-time voegen dit soort types nieuwe talen en frameworks toe aan hun toch al indrukwekkende gereedschapskist. Misschien denk je dat dit soort personen meer talent hebben, en dat jij nooit zo goed zult worden. In de meeste gevallen heb je het mis.

“Greatness doesn’t come from DNA but from practice and perseverance honed over decades.”  (Geoff Colvin)

Een totaal gebrek aan talent kan het moeilijk maken om echt goed te worden op een bepaald gebied. Over het algemeen geldt echter dat niet talent, maar focus, oefening en toewijding bepalende factoren zijn bij het ontwikkelen van deskundigheid. Mozart was op 4 jarige leeftijd al een muzikaal wonderkind, maar ook hij begon pas 13 jaar later muziek van wereldklasse te produceren.

Talent is dus geen voorwaarde om bij de besten te horen. Hard werken is dat wel. Geduld ook; in zijn boek ‘Talent is overrated’ betoogt Geoff Colvin dat om echt deskundig te worden, op welk terrein dan ook, meestal zo’n tien jaar gemoeid is.

Niet talent, maar de juiste combinatie van hard en effectief werken kunnen enorme verbeteringen opleveren. Onderzoeken beweren dat de productiefste ontwikkelaars vele malen productiever zijn dan de minst productieven. Voorzichtige inschattingen hebben het dan over een factor 5, terwijl ook een factor van maar liefst 28 is aangetoond (zie o.a. ‘Code complete’ van McConnel en ‘Facts and Fallacies of Software Engineering’ van Glass). Stel je voor: een ontwikkelaar die 28 webapplicaties oplevert in de tijd dat een andere ontwikkelaar er 1 oplevert! Voor je werkgever reden genoeg om deze raspaardjes te koesteren – al zullen ze deze waarschijnlijk niet 28 keer zoveel betalen.

Leerstijlen en persoonlijkheden

De meeste leertheorieën erkennen dat mensen verschillende leerstijlen hanteren. Je kunt bijvoorbeeld onderscheid maken in visuele of auditieve leerstijlen. Sommige mensen vinden het prettig om te leren door te luisteren naar podcasts, terwijl anderen hierbij afhaken omdat ze een visuele component missen.

In het boek 'Experiential Learning: Experience As The Source Of Learning And Development' (1984) beschrijft Kolb een cyclus die gevolgd wordt bij leren (zie figuur 1).

Fig. 1: De leercirkel van Kolb

Als je iets meemaakt (concrete ervaring) is het belangrijk de ervaringen te overdenken en te reflecteren over wat de ervaring betekent (reflectieve observatie). Vervolgens moet je deze losse overdenkingen in een theorie integreren (abstracte conceptualisatie). Je kunt dan bedenken hoe je deze theorie een volgende keer bij een soortgelijke gebeurtenis toe kunt passen. Het toepassen van deze nieuwe inzichten (actief experimenteren) leidt dan weer tot nieuwe ervaringen.

Onbewust leer je al op deze manier en doorloop je automatisch de 4 fasen. Toch is het handig om daar bewust mee bezig te zijn zodat je het proces kunt optimaliseren. Het is namelijk sterk afhankelijk van de persoon op welke fase van de cyclus de nadruk wordt gelegd. Kolb onderscheidt de volgende vier leerstijlen:

• Divergerend: de dromer
  Je bekijkt doorgaans dingen vanuit verschillende perspectieven. Je kiest er eerder voor om te kijken dan om meteen tot actie over te gaan en je gebruikt je verbeelding om tot oplossingen te komen. Je hebt een brede belangstelling, houdt ervan veel informatie te verzamelen en bent sociaal aangelegd.
• Assimilerend: de denker
  Je hebt een voorkeur voor precieze, logische benaderingen. Je houdt er van informatie te organiseren in overkoepelende concepten. Je leert vaak goed door duidelijke uitleg en achtergrond te krijgen, terwijl je aan praktische ervaring minder behoefte hebt. Je hanteert liever een meer academische benadering en bent minder gericht op je sociale omgeving.
• Convergerend: de beslisser
  Je bent goed in het toepassen van opgedane kennis om problemen op te lossen. Je bent praktisch ingesteld en richt je meer op techniek dan op je sociale omgeving. Je bent zeer praktisch ingesteld en houdt van experimenteren.
• Accommoderend: de doener
  In accommoderende stijl ga je meer intuïtief te werk. Je maakt graag gebruik van analyses van anderen om hier in de praktijk mee te experimenteren. Je bloeit op als er actie en initiatief wordt verlangd en werkt graag in teams om doelgericht aan resultaten te werken.

In de software industrie ben je vaak aangewezen op zelfstudie. Het helpt dan om te weten wat je ‘standaard’ stijl is. Ben je bijvoorbeeld een denker, dan ben je misschien geneigd een boek over design patterns van A tot Z door te lezen. Je hebt dan nog niet ervaren wat nu eigenlijk de problemen zijn die deze patterns oplossen, en als je er niet actief mee experimenteert zul je het geleerde niet lang onthouden. In dat geval zou je bijvoorbeeld een hands-on workshop kunnen gebruiken om concrete ervaring op te doen.

Of stel dat je een framework wilt doorgronden. Je zou er boeken over kunnen lezen, of de complete API door kunnen werken. Een andere mogelijkheid is om het framework meteen toe te passen in een project en gaandeweg te leren wat de voor- en nadelen zijn (met alle mogelijke refactoring vandien). Weer een andere mogelijkheid is om automatische testen te schrijven en op het framework uit te proberen. Schrijf testen totdat alle gewenste functionaliteit getest is en je begrijpt hoe het werkt. Wat je dan hebt is uitvoerbare documentatie op maat. Veel compacter en betrouwbaarder dan welke handleiding dan ook en als testset ook uitvoerbaar op nieuwe versies van het framework waardoor je aan de falende testen meteen ziet welke functionaliteit veranderd is. En terwijl je testen schrijft en uitvoert doe je daadwerkelijke ervaring op met het gebruik van het framework zonder de projectcode te vervuilen. Bovendien doorloop je alle fasen van het model van Kolb.

Weet dus wat je eigen leerstijl is

Weet dus wat je eigen leerstijl is, en zorg dat je ook voldoende aandacht geeft aan de fasen die bij die stijl minder aan bod komen.

Metacognitie: monitor je leerproces

Metacognitie kan helpen bij het volgen van een effectief leertraject. Hierbij zijn twee processen belangrijk: het monitoren van voortgang van het leren, en het aanpassen van strategieën als de werkwijze niet het gewenste resultaat oplevert. Je leert dus, en tegelijkertijd monitor je de voortgang en stuurt eventueel bij als de gevolgde strategie niet het gewenste resultaat oplevert.

Dit kan worden toegepast door doelen expliciet te maken en resultaatgericht te werk te gaan, bijvoorbeeld door leerdoelen SMART te maken (zie einde artikel).

Wanneer je specificeert wat de stappen zijn die je wilt maken, hoe je voortgang meet, en wanneer je bepaalde doelen wilt bereiken, wordt het ook makkelijker om zelfregulatie toe te passen. Je kunt tijdens het leertraject beslissen of de leermethode(n) die je hebt gehanteerd effectief zijn of niet.

Zet je brein in de turbo stand

Toen de X286 PC uitkwam was deze veel sneller dan de eerdere IBM machines. Dit nieuwe type computer had een turbo knop die de PC sneller maakte. Veel mensen vroegen zich af waarom die knop er zat - waarom zou je die knop niet altijd op ‘aan’ zetten?  (bepaalde oudere software was alleen geschikt voor langzame Pc’s en werkte daarom alleen als de knop op ‘uit’ stond). Omdat gebruikers niet precies wisten waar de knop voor diende stond deze vaak uit waardoor de machine niet optimaal presteerde.

Ons brein heeft verschillende niveaus van activiteit, en verschillende situaties of benaderingen kunnen ervoor zorgen dat ons brein in een vergelijkbare turbostand schiet.

Ter illustratie het volgende waargebeurde verhaal:

“Een kennis paste enkele jaren geleden software voor een fabrieksbesturing aan, laadde de code naar de PLC (programmable logic controller ), activeerde het nieuwe programma en merkte tot zijn schrik dat het vrijwel direct muisstil werd in de fabriekshal om hem heen. Alle fabrieksgeluiden van pompen, motoren en centrifuges waren plotseling gedoofd. De stilte duurde niet lang. Al snel kwamen operators de besturingsruimte in rennen en vroegen wat er gebeurd was. Wat bleek: hij had in de code een verwijzing gemaakt naar een label dat niet bestond. Een 'goto' naar een ongedefinieerde plek. De instructie had de PLC volledig laten crashen en alle outputs die aan de PLC hingen vielen terug naar hun veilige stand. Het schoonmaken van alle leidingen en machines, maar ook het productieverlies dat geleden werd door deze vergissing kostte veel tijd en geld. Je kunt je voorstellen dat zo’n gebeurtenis je brein in turbostand zet en dat je zo’n fout niet snel meer zal maken.” 

Dit is een extreem voorbeeld, maar voor alle leermomenten geldt dat ze meer effect hebben als ze een emotionele component bevatten. Je herinnert je iets beter wanneer het verrassend is, of uitdagend. Je herinnert je niet hoe je over straat liep en er niets gebeurde. Je herinnert je wel dat je over straat liep en er iets bijzonders gebeurde. Je neemt heel veel waar terwijl je over straat loopt, maar slaat niet alles op. De opslagcapaciteit van je brein is beperkt en daarom ben je zeer goed uitgerust om alles wat niet belangrijk is te negeren. Er moet dus iets gebeuren, iets wat tegen de verwachting van je brein ingaat, om te zorgen dat het gebeurde opgeslagen en onthouden wordt.

Je wilt bijvoorbeeld een nieuwe programmeertaal onder de knie krijgen, maar hebt er in het dagelijkse werk (nog) niet mee te maken. In de avonduren op de zolderkamertje buig je maar weer eens over dat aangeschafte boek. Vaak is de stof droog, en is het moeilijk om je aandacht er bij te houden. Hoe kun je het brein, dat zo goed is in het negeren van onbelangrijke dingen, overtuigen dat de stof belangrijk is?

Ten eerste kun je de omgeving waarin je leert wijzigen: in plaats van op je zolderkamertje weg te kwijnen kun je ook proberen om met vrienden of collega’s samen een studiegroep op te zetten. In de developer community worden vaak veel activiteiten georganiseerd zoals Special Interest Group(SIG) meetings, code camps en coding dojos. Deze activiteiten bieden je de mogelijkheid om samen met anderen te experimenteren met nieuwe technieken. Je moet hiervoor vaak wel meer uit je ‘comfort zone’ treden, en dat kan best moeilijk zijn. Als je die stap maakt zul je echter merken dat je in dergelijke situaties veel meer leert dan in je eentje. De situatie brengt allerlei emoties met zich mee. Je moet je verlegenheid misschien overwinnen, maar vaak is het gezellig, soms uitdagend, maar in alle gevallen komt er veel meer emotie aan te pas dan op je zolderkamertje. En je brein zal – in de turbo stand – dingen beter onthouden.

Niet alle leermomenten zul je met anderen delen, dus wat kun je in die situaties doen om je brein toch in de turbo stand te krijgen?

Visualiseren is een uitstekende manier om meer delen van je brein te activeren. Het maken van bijvoorbeeld een mindmap is hiervoor een uitstekende manier. Gebruik hiervoor geen mindmap software, maar gewoon papier en pen – de fysieke actie van tekenen gecombineerd met het denken over de abstracties die je probeert weer te geven zorgt ervoor dat je brein in de turbo stand zal schieten. Plaatjes zijn makkelijker te onthouden dan woorden, en studies tonen aan dat kennisoverdracht in visuele vorm tot 89% effectiever is dan alleen tekst.

Doe wat je leuk vindt! Wanneer je bijvoorbeeld een muziekfanaat bent, maak dan een programma dat MP3tjes toont en afspeelt. De positieve emotie van het bezig zijn met iets wat je boeit zal je stimuleren en je brein in de turbo stand zetten.

Mocht je toch in je eentje door droge leerstof heen moeten worstelen, dan helpt de PQ4R methode (zie einde artikel) om het studiemateriaal beter te onthouden.

Traditionele studie

Traditionele studie zoals academische - of certificeringstrajecten leveren vooral declaratieve kennis(‘codified knowledge’) op: weten dat iets zo is, ook wel feitenkennis genoemd. Om deze om te zetten naar procedurele kennis (‘tacit knowledge’) is ervaring nodig. Om in programmeertermen te spreken: de ervaring fungeert als de compiler die declaratieve kennis omzet in procedurele. Zoals ook het model van Kolb aantoont is alleen abstracte conceptualisatie niet afdoende. Dat gezegd hebbende zijn er wel kenmerken aan te wijzen waar effectief leermateriaal aan voldoet.

• Goede boeken zijn gecomprimeerde leerervaringen. Ze laten je zien wat belangrijke aandachtsgebieden zijn, en plaatsen kennis in een relevante context.
• Goede boeken laten ook zien hoe de kennis in praktijksituaties kan worden toegepast. Het gaat erom dat procedurele kennis uit de praktijk in principes worden gevat.
• Goede boeken laten je patronen zien die je zelf door ervaring al kent, maar die je nooit bewust herkende of verwoord had.

Iemand kan tientallen boeken lezen over design patterns zonder ze zelf ooit toegepast te hebben. Alle patternkennis van zo'n persoon is dan declaratief. Het is niet ondenkbaar dat zo'n persoon met al deze declaratieve kennis op zak een leraar kan zijn voor iemand die zich wil verbeteren op het gebied van design patterns. Praktijkproblemen gaan vaak echter verder dan een ‘student registration system’ of een ‘ATM’ waardoor zo’n leraar in de praktijk waarschijnlijk snel door de mand valt.

Bij traditionele studiemethoden wordt de procedurele kennis van de expert omgezet naar declaratieve kennis (boeken/leerprogramma’s). Vervolgens moet de leerling deze declaratieve kennis door ervaring omzetten naar procedurele kennis. In figuur 2 wordt dat weergegeven door de rode pijlen.

Fig. 2: Kennisoverdracht(vrij naar ‘Leidinggeven aan professionals? Niet doen!’ van Mathieu Weggeman)

Michael Polanyi zegt over procedurele kennis: “We know more than we can tell” - het is voor experts vaak moeilijk om de procedurele kennis die ze bezitten om te zetten naar declaratieve vorm.

Een illustratief voorbeeld hiervan is de ontwikkeling van een broodbakmachine voor thuisgebruik door Matsushita. Bij de initiële ontwikkeling van dit apparaat kregen ze maar geen goed resultaat. Ze lieten ten einde raad een engineer in dienst treden bij een meester broodbakker om de geheimen van het bereiden te achterhalen. De engineer keek de kunst van het kneden af (het deeg werd gedraaid en uitgerekt), en schreef al doende zijn bevindingen op. De broodbakker kon zijn kunde niet goed onder woorden brengen, en er was iemand nodig die de kunst afkeek om de kennis te om te zetten in declaratieve vorm.

Ook het proces van het omzetten van declaratieve kennis naar procedurele is moeizaam: er moet eerst ervaring worden opgedaan (en fouten worden gemaakt) voordat de kennis goed kan worden toegepast.

Voor dit soort studietrajecten is de directe interactie tussen student en leraar (auteur) vaak miniem, en de student gebruikt één van de belangrijkste talenten van zijn brein niet: het vermogen te leren door imitatie.

Monkey see, monkey do!

De mens heeft zich evolutionair gedurende vele eeuwen ontwikkeld door te leren door imitatie, en ons brein is als gevolg daarvan heel goed uitgerust om op deze manier te leren. Pas sinds we schrift gebruiken (en eigenlijk vooral sinds de uitvinding van de boekdrukkunst) zijn we op grote schaal overgestapt naar bestudering van abstracte, declaratieve kennis. De methode waarvoor we het best zijn uitgerust wordt echter vaak verwaarloosd bij dit soort leertrajecten; het aantal 1 op 1 leermomenten, waarbij de expert direct in actie kan worden geobserveerd, is meestal beperkt.

In situaties waar dat wel gebeurt, kan er directe overdracht van procedurele kennis plaatsvinden. In figuur 2 is dat pad door de groene pijl aangegeven. De figuur maakt duidelijk dat het delen van kennis via de rode pijlen veel omslachtiger, langduriger en arbeidsintensiever is dan ‘onderlangs’ kennis te delen door te socialiseren. Juist voor het delen van snel verouderende kennis pleit Mathieu Weggeman in zijn boek ‘Leidinggeven aan professionals? Niet doen!’ voor socialiseren in meester-gezel relaties. Voor basiskennis, die doorgaans een lage ontwikkelingssnelheid heeft, kan de lange weg zinvol zijn.

Technieken als pair programming en het uitvoeren van code reviews kunnen het aantal van dit soort overdrachtsmomenten vergroten. Ook de stroming die software engineering als een ambacht ziet (‘Software Craftmanship’) promoot deze benadering door het vormen van meester-gezel werkverhoudingen. De kenniskloof tussen leraar en leerling moet hierbij niet te groot zijn, omdat de kans bestaat dat de leerling dan het grootste deel van de tijd geen idee heeft waarom de leraar de dingen doet die hij doet. ‘Learn to walk before you can run’.

Voor elk soort leerervaring geldt dat ze pas echt tot meesterschap leidt wanneer opgedane kennis ook daadwerkelijk in de praktijk kan worden gebracht. Idealiter kun je als software ontwikkelaar op het kennisgebied van je interesse werk vinden. Mocht dit niet het geval zijn, overweeg dan om via een hobbyproject en/of open source project ervaring op te doen om je declaratieve kennis te ‘compileren’ tot procedurele kennis. Je zult het snelst leren als je kunt samenwerken met vakgenoten die net iets verder zijn dan jij. Of zoals Robert Fripp, een zeer bekende jazz gitarist, zijn leeradvies verwoordt: ‘zorg dat je de slechtste muzikant bent in een band’. Zorg dus waar mogelijk dat je samenwerkt met mensen die beter zijn dan jezelf.

Van beginner naar expert

De eerste stap in het opdoen van expertise is het bewust worden van je eigen vaardigheid, of gebrek hieraan. Abraham Maslow schrijft een 4-staps leerproces zoals weergegeven in het kader. Deze bewustwording kan plaatsvinden als gevolg van zelfreflectie, maar bijvoorbeeld ook door een onafhankelijke meting (toets) of door terugkoppeling van vakgenoten. Wees er wel op bedacht dat mensen de neiging hebben om hun eigen competentieniveau te overschatten. Pas wanneer je hogere niveaus bereikt, begin je te beseffen hoeveel je eigenlijk niet weet. Als beginner op een kennisgebied moet je dan ook niet proberen meteen de hele context te begrijpen.

Beginners need unambiguous, context-free rules (Andy Hunt)

Wanneer je bijvoorbeeld met je auto een nieuwe route moet afleggen, en je bent niet bekend met de omgeving, dan zul je er voor kiezen blind op je navigatie systeem of wegenkaart te vertrouwen. Echter, als je de omgeving goed kent, en je kent de verkeersdrukte op bepaalde knooppunten dan zul je hier en daar van de voorgestelde route afwijken. Om het optimale resultaat te bereiken (niet de kortste, maar de snelste route) neem je de context mee.

Als je al verschillende programmeertalen beheerst dan is een overzicht van de syntax en belangrijkste features van een nieuwe taal voldoende om de taal onder de knie te krijgen. De ervaring met andere programmeertalen geeft je voldoende context om snel inzicht te krijgen in de nieuwe taal. Bij het leren van je eerste programmeertaal zul je eerst meer low-level moeten beginnen om uiteindelijk - door experimentatie en ervaring - te komen tot een high-level begrip.

Tenslotte

Voor ontwikkelaars is het noodzakelijk te blijven leren. Technieken komen en gaan, en het C# van vandaag is het COBOL van morgen. Het loont daarom om te leren hoe je moet leren. Metacognitie en de Kolb leerstijlen bieden handvaten voor het optimaliseren van het leerproces. Leren door imitatie gaat de mens zeer goed af, zorg daarom dat je zoveel mogelijk samenwerkt met mensen die meer expertise hebben dan jezelf.

Houdt rekening met het tien jaar principe: je moet een vak vaak vele jaren beoefenen voordat je echt een expert wordt. Talent is daarbij van ondergeschikt belang – oefening, toewijding en plezier zijn veel belangrijker.

An investment in knowledge always pays the best interest. (Benjamin Franklin)

Het SMART principe

Volgens het SMART principe kun je doelstellingen expliciet en controleerbaar maken:

• Specifiek - Het specificeren van een doel (wie, wat, waar, wanneer, waarom) leidt tot een preciezere doelstelling waardoor het makkelijker wordt er invulling aan te geven;
• Meetbaar - Specificeer hoe je vorderingen meet, en wanneer een doel bereikt is;
• Acceptabel - Je kunt doelen hebben die in het begin onbereikbaar lijken. Vorm daarom doelen die wel binnen bereik liggen, waarna je met kleine stappen richting het uiteindelijke doel beweegt;
• Realistisch - Is het doel haalbaar? Kost het niet te veel inspanning, of gaat het ten koste van andere dingen?
• Tijd gebonden – Specificeer wanneer je met de activiteiten begint, en wanneer je denkt klaar te zijn.

De PQ4R methode

Heb je het gevoel dat dit allemaal te veel tijd kost? Misschien dat deze quote je motiveert: 'If you don't have time to do it right, when will you have time to do it over?'

Maslow's 4 stadia van leren

Onbewust bekwaam gedrag komt tot uiting in termen als ‘intuïtie’, ‘ Fingerspitzengefühl’ en ‘gut feeling’. Deze termen verwijzen allemaal naar het - vaak onbewust - toepassen van patroonherkenning waardoor een expert snel problemen kan doorgronden en een kwalitatief goede beslissing kan nemen.