日本ソフトウェア科学会第 31 回大会 (2014 年度) 講演論文集

OJL による実践的組込みシステム教育
舘 伸幸
安藤 友樹

山本 雅基 吉田 則裕
松原 豊

本田 晋也

高嶋 博之

海上 智昭

高田 広章

産業界は，情報系学生に対して主体的に活動できる能力を要求している．この要求に応えるために，我々は PBL(Project-Based Learning) を発展させた OJL (On the Job Learning) 教育手法で，大学院生を対象に組込みシステム教育を実施している．この教育は，大学で学んだ組込みシステムに関する知識や技能を，社会で，実践的に活用し行動できる人材の育成を目標とする．OJL は，仮想の技術課題ではなく，企業の持つ実際の開発テーマを題材にして，ソフトウェア開発プロジェクトを体験学習させる．学生は，単に最終成果物を作るだけでなく，「開発計画の立案から考え，開発要件の問題を明らかにし，解決方法である開発プロセスを自ら考案し，そして実行すること」を実践し学ぶ．これにより，開発課題をどのように解決するかと言う，メタ開発力の獲得を目標とする．本稿では，OJLによる実践的組込みシステム教育の現状と課題について述べる．

を説明する．4 では，主に学生の感想をもとに現状の1 はじめに高齢化やエネルギー問題などの社会的課題に対し，情報技術を高度に活用して解決することのできる人材中間結果を示し，5. で本稿をまとめる．
なお，本研究は実践的情報教育協働ネットワーク

enPiT の一環として実施した [3]．の育成が，国の喫緊な課題となっている [1]．これに対し，2012 年より大阪大学を中心に 15 大学が連携して2 PBL への発展的試案「分野・地域を越えた実践的情報教育協働ネットワー

ソフトウェア教育で従来から行われていた PBL をク」，通称 enPiT(Education Network for Practical

発展させ，社会での実践力を向上させるためには何がInformation Technologies) と呼ぶ文部科学省の事業必要か．例えば，IT 人材白書 2011 [4] では，卒業後，を開始した [2]．

企業での実務に役立っている教育機関の実践的 IT 教

名古屋大学では，組込みシステム分野を対象技術として enPiT 事業に参画し，On the Job Learning（以下，OJL）という手法で情報技術の実践力を持った人材の育成に取り組んでいる．
本論文では，まず 2 で Project Based Learning(以育内容は，「システム開発手法や開発プロセスに関する知識経験」という回答が最も多かった．
この，開発プロセスの重要性については，PBL の実践現場でも一定の認識が広がっていることが，他のいくつかの報告からも読みとれる．

下 PBL) を，より実践的な学びに発展させる試案と安永らは，PBL 型の開発カリキュラムを進める中その課題を示す．次に 3 で，OJL における実施方法

で，「成果物を作成するため学習が成果物単位に留まっており，成果物間の関連やソフトウェア開発の全工程

Practical Educational Method of Embededd systemwith OJL
Nobuyuki Tach, Masaki YAMAMOTO, Norihiro
YOSHIDA, Hiroyuki TAKASHJIMA, Tomoaki UNAGAMI, Yuuki ANDO, Yutaka MATUBARA,Shinya HONDA, Hiroaki TAKADA, Nagoya Univ.,.

を把握することができていない．また，前提知識に含まれていない成果物は作成されにくい」と述べ，ソフトウェア開発の全体像を可視化した学習環境という対策を行っている [5]．また松澤らは，ソフトウェア開発 PBL において，ウォーターフォール型を基本としながら，反復プロセスを導入する試みを実施している [6]．学生の感想として，「設計，実装，テストの小さな流れから体験できたのはよかった」と，個別技術
ではなく開発の進め方に関する学生のポジティブな反応が紹介されている．沢田らも同様に，ソフトウェ
ア開発実習において開発プロセスを強く意識させるカリキュラムを用いており，学生の成果発表などから読みとれた結果として「ソフトウェア開発プロジェク
トで行うべき作業内容に対する理解が深まっていることが分かる」と述べている [7]．
これら一部の例からも，単に個別の設計や製作技術を訓練するだけでなく，学生にソフトウェアの開発プ

図1enPit での OJL の概要

ロセスを体感，理解させ，成果物やリソースを強く意識させることが重要であると考えられる．

力の向上が期待できる．

一方で，あらかじめ予定調和的に設計した授業で開発プロセスに関するスキルの修得の確認についは，理想的な開発プロセスをトレースするだけになっては，学生自ら開発計画を立案し運用し，課題を完遂てしまい，enPiT の目標とする社会における実践力することをもって行うこととした．に結びつきにくいという問題があった．

また，実社会での実践力については，主に卒業後の追跡調査が必要となる．これについては，今回は試行

3 OJL による解決の試行段階であるため，施策内容に対して学生らが意義を感

3. 1 OJL の教育目標

じ，前向きに取り組めたかを，短期的な計測指標とす

enPiT における教育目標は「情報技術の実践力」でることとした．

ある．名古屋大学は組込み分野の技術者育成を担当する．育成すべきスキルについては，経済産業省の3. 2 OJL の教育フレームワーク

組込みスキル標準 ETSS [8] を参考とした．ETSS は，

図 1 に，今回の enPiT における OJL の概要を示(1) 技術要素，(2) 開発技術，(3) 管理技術，(4) パー

す．大学からは教員と学生が参画し，企業側からは管ソナルスキルに大別される．OJL では，企業の課題理者と開発担当者が参画する．教員は学術的立場からに沿った開発を行うことでテーマ固有の (1) 技術要素学生を指導し，企業側は，実際のシステム開発課題をと，最適な (2) 開発技術を学ぶ．また，管理者による提供するとともに，実践的な開発手法や管理手法の指マネジメントを通じて，(3) 管理技術について体感す導を行うものである．

る．さらには教員だけでなく，企業管理者や企業担当OJL では，専任の PM（Project Manager）を導入者とのレビューや，プロジェクトの管理者による日常してプロジェクトのマネジメントをしている．これ

管理を通し，コミュニケーションなどの (4) パーソナ

は，OJL 以前に実施した「先導的 IT スペシャリストルスキルの向上も目指している．

育成推進プログラム」 [9] において，プロジェクトの前節で述べた開発プロセスは，「(2) 開発技術」に関し，本稿では主にこの内容について述べる．OJL では，企業の持つ実際の開発案件を学習課題とする．これにより，予定調和なストーリーが存在せず，また現管理を企業管理者に依頼したことにより，次の 2 つの課題が発生したためである．
課題 1 企業の管理者の負担が大きい
企業の管理者は，もともと自社業務で手一杯であ実の QCD に則した作業を体験させることが可能となり，教育への協力はオーバーワークとなった．

り，学生の開発プロセスに関するスキルと，その実践

課題 2 プロジェクトごとに管理の質がばらつく

erPoint によるテンプレートを提供し，各項目についての説明を 30 分間実施し，疑問点に個別質疑で答えるという方法で進めた．計画書作成演習は 10 時間を割り当て，未達分は宿題として OJL を推進する中で継続することとした．
計画書作成は，単に帳票作成スキルが上がるだけでなく，自ら計画を立てることで実開発を主体的に進める能力を向上させることも期待できる．

3. 3. 2 プロセス・フローの作成
図2

2013 年度スケジュール

分析を終えた課題を解決するためには，必要なプロセスを考え，解決のための作戦を立案する必要が管理手法や学生への関わり方は，企業の管理者へのヒト依存になってしまう．このため，プロジェクトごとに管理教育がばらついた．

ある．
産業界における開発組織では，多くにおいて CMMI
（能力成熟度モデル統合） [10] による組織の能力把握専任の PM を置くことで課題 1 に対応した．また，を行っている．したがって，高度な IT 人材の育成にPM 同士がチームとして活動し，情報を共有しつつ，おいては，プロセスすなわち仕事の進め方という考一人の PM が複数のプロジェクトを担当することで，え方を教育することが重要であると考えられる．清課題 2 への対応とした．

水は，組織のひとりひとりがプロセスを自在に設計

図 2 に 2013 年度のスケジュール（実施実績）を示できるスキルは CMMI レベル 4〜5 の組織に不可欠す．OJL は，基本コース（図 2 上側）と発展コースであると述べている [11] 業務を詳細なプロセスやタ（図 2 下側）で構成している．基本コースは，はじめスクに細分化する方法は，WBS（Work Breakdownて OJL に参加する学生向けであり，主に修士 1 年生Structure）など多くの方法が存在する．今回は，清水を対象としている．一方発展コースは，基本コースをが提唱している PFD（Process Flow Diagram） [11]終了した，主に修士 2 年生の学生を対象としており，を採用した．

基本コースで学んだことの定着を目的としている．

図 3 に，学生が書いた PFD の例を示す．四角い帳
票記号がドキュメント類を表し，丸い記号がプロセス

3. 3 OJL における具体的指導内容を表す．プロセスとプロセスは，必ずドキュメントでOJL では，開発内容の把握や，開発プロセスの設接続するというルールになっている．これにより，単計と運用を修得させるため，ツールを導入して教育をにプロセスを設計し運用するだけでなく，中間成果物行った．業務の把握については開発計画書を，設計にとしてのドキュメントを残すという教育効果も得ら

ついてはプロセス・フロー図を，そしてスケジュールれる．

運用はガントチャートを用いることとした．それぞれPFD により，開発プロセス全体を俯瞰することがについて以下に説明する．

可能となる．もし開発案件について，納期や支給物

3. 3. 1 開発内容の把握などの条件に合致しないものがあれば，PFD を書い

次節で述べる「開発に必要なプロセスを考える」たた時点で発見し，対処することができる．今回 OJL

めには，開発案件の全体像をできるだけ詳細に把握すを受講した学生らによる 18 のプロジェクトのうち，ることが必要である．そこで，学生にはまず，開発計

PFD で重大な問題を発見したプロジェクトが 4 件画書を作成させることとした．

あった．そのすべてで学生自らが PFD や開発計画書

OJL では，2013 年 9 月に 26 名の参加学生を対象をもとに，教員や企業の管理者に説明や交渉をして，に合宿形式で開発計画立案の指導を実施した．Pow-

開発内容の変更などに関して合意を得るという行動

とができるので，報告者（学生）自身が，その差分を実感し，自身で予実管理をすることができる．
また，計画と実績の差異について分析させ，ガントチャートを修正させる．これをくり返すことにより，学生は自身の生産性を認識でき，同時にガントチャート上の計画はより正確さを増していく．この活動は，一種の PDCA(Plan Do Check Action) サイクルと言える．OJL は，通常はおよそ 5ヶ月程度の学習期間を持つ．この期間内で，学生は最大で 20 回程度

PDCA サイクルを回す体験をする．それに伴い，見図3

学生が書いた PFD の例

積もり精度は向上していき，着実にゴールに接近することを実感するので，学生はこの活動を有意なものとができている．これは，一般企業における新人やジュして体感し修得できる．

ニアクラス（入社 3 年以下）の社員より上の水準のスキルや考え方を修得できていると言える．

4 2013 年度の実績

3. 3. 3 開発スケジュールの作成と運用

4. 1 実施した OJL プロジェクト

PFD は，業務に必要なプロセスの関係を表すだ

2013 年度 OJL において，発展コースはまだ試行段けであり，その順序やタイミングは定義しない．し階のため，基本コースについてのみ実績を示す．

たがって，別途時間軸で表現する方法が必要である．

表 1 は，2013 年度に実施した基本コースにおけるOJL では，ガントチャートを使うこととした．図 4

OJL プロジェクトの一覧である．名大公募とあるのに，実際に学生が作成したガントチャートの例を示す．

は，名古屋大学でテーマを設定して参加学生を公募ガントチャートを作成するにあたって，学生が最もしたプロジェクトである．独自とあるのは，参加大苦労する点は，自分自身の生産性が不明という点であ学が独自テーマで OJL に参加したプロジェクトである．実際，これは社会人の技術者でも難しい．重要なる．全 18 プロジェクトを名古屋大学の PM4 名が担

ポイントは，工数の絶対値ではなく，それを算出した

当した．

根拠を説明させることにある．
表1

図4

2013 年度 OJL 基本コース・プロジェクト一覧

ガントチャートの例OJL では，学生にプロジェクトの進捗について，週報によって文章で報告をさせている．週報は，予定欄と実績欄を設け，内容と工数，生産量をそれぞれ記述するようになっている．予定と実績を比較して見るこ

基本コースの参加学生数は，B4 が 3 名，M1 が 27名，M2 が 1 名の，計 31 名であった．また，参加大• 調査方法：Web（HTTPS で保護）

学は 13 大学，参加企業は 27 社であった．

• 回答項目：全 11 項目から以下 4 項目を提示

4. 2 アンケート結果と課題
基本コースの参加者 31 名中 27 名が，開発課題を理解し，計画を立て，プロセス・フローを考え，スケジュールに沿って実行することを継続的にできた．今回の OJL に対し，学生らが意義を感じ前向きに取り組めたかについて，アンケートを実施した．以下に基本コース参加した学生へのアンケート結果を示す．図5 は，夏期合宿にて実施した「開発計画書と PFD の図6

2013 年度 OJL 受講生アンケート作成演習」に関するアンケート結果の一部である．

• 対象者：enPiT-Emb の夏季合宿受講学生「OJL 内容が有益であったか」は 96%，
「より深く• 調査期間：2013 年 9 月 17 日（火）‐ 9 月 20 日

学びたいか」に関しては 87%の学生が肯定している．

（金）

一方で，満足度についての肯定意見は 78%であった．

• 調査方法：Web（HTTPS で保護）やや否定意見の理由としては，以下の意見が見られた．

• 回答項目：全 17 項目から以下 2 項目を提示• 修士論文テーマと別テーマだったので負担が大きかった• （ある大学では）単位に直結しない扱いだった「他の人にも薦めたいか」については，83%が肯定意見ながら，その内 60%が「やや肯定」であった．これについては，修士論文や就職活動など院生が多忙であることが，他人へ強く薦めにくい背景として意見が見られた．

5 まとめと今後の課題
図5

開発計画書と PFD の作成演習アンケート結果

31 名中 27 名が OJL 基本コースを完遂し，アンケートから学生の満足度も高いことが読みとれるこ

夏季合宿参加者 26 名中，19 名からの回答を得た．
質問は「開発計画書作成は有意義だったか」，「意欲とから，我々の活動は当初の課題に対してまったくの間違いではなかったと推測できる．

的・積極的に取り組めたか」であり，回答はそれぞれ，一方で，次のような問題が顕在化した．

肯定，やや肯定，やや否定，否定の 4 肢選択とした．

1. PM は単にスケジュール管理だけでなく，ドキュ結果，どちらの質問においても，95%の学生が肯定もメントやプログラムなどの成果物指導も行う必要

しくは，やや肯定という回答であった．

がある．また，担当プロジェクトの専門技術への図??は学生にとって OJL が有益であると感じら対応にも一定の能力を持った人材が必要である．

れたかに関する質問群の結果である．2013 年度基本

OJL の発展的継続には，このような教員を育成コースの参加学生 31 名中，23 名から回答を得た．

していく必要がある．

• 対象者：enPiT-Emb OJL の基本コース参加学生

2. OJL 受講学生の能力向上や，就職後の社会での• 調査期間：2013 年 9 月 17 日（火）‐ 9 月 20 日

能力発揮状況を調査し評価するしくみが必要で（金）ある．

3. 修士論文のテーマと OJL のテーマが異なる場合，学生への負担が大きい．
これらの問題について，１は FD(Faculty Develop-ment) として，２は評価問題として，enPiT のワーキング・グループなどで対策を検討中である．３については，次回 2014 年度からテーマ設定時に学生の研究室教員とも打ち合わせを行い，学生の負担を減らしつつ教育の効果を高めるテーマ設定をめざすことにしている．

参 考 文 献[ 1 ] 文部科学省：”情報技術人材育成のための実践教育ネットワーク形成事業の概要”,2012.
[ 2 ] 文部科学省：” 分野・地域を越えた実践的情報教育協働ネットワーク” www.enpit.jp,2012.
[ 3 ] 井上克郎, 楠本真二, 後藤厚宏, 鵜林尚靖, 北川博之,”ぺた語義：実践的情報教育協働ネットワーク enPiT”,情報処理, Vol.55, No.2, pp. 194-197(2014).

[ 4 ] IPA：”IT 白書 2011” 2011 年 5 月 20 日.
[ 5 ] 安永航，大場みち子，奥野拓，伊藤恵，山口琢” PBLを対象としたインフォーマルラーニング環境の構築”
情報処理学会研究報告 IPSJ SIG Technical Report
Vol.2013-CE-121 No.10 2013/10/13.
[ 6 ] 松澤芳昭，塩見彰睦，秡川友宏，酒井三四郎 ”ソフ
トウェア開発の教員主導型 PBL における反復プロセスと EVM 導入の効果” 情報処理学会研究報告 IPSJ SIG
Technical Report Vol.2009-CE-99 No.9 2009/5/23.
[ 7 ] 沢田篤史，小林隆志，金子伸幸，中道上，大久保弘崇，山本晋一郎” 飛行船制御を題材としたプロジェクト型ソフトウェア開発実習” 情報処理学会論文誌 Vol. 50No. 11 2677-2689 (Nov. 2009).
[ 8 ] 情報処理推進機構ソフトウェア・エンジニアリング・センター
組込みソフトウェア開発のたえの ETSS
標準ガイドブック 2006, ISBN4-8222-0257-7.
[ 9 ] 文部科学省：” 先導的 IT スペシャリスト育成推進
プログラム概要”,2006.
[10] Chrissis, Mary Beth; Konrad, Mike, Shrum,Sandy (2003). CMMI : Guidelines for Process Integration and Product Improvement. Addison-Wesley
Professional. ISBN 0-321-15496-7.
[11] 清水吉男” 派生開発」を成功させるプロセス改善の技術と極意” 2007
ISBN-13: 978-4774132495.