学習支援システム LMS PandA を利用した Covid-19 対策のための全学的授業プラットフォームの増強とサポート
外村 孝一郎 1) , 梶田 将司 2,3)
1) 京都大学 企画・情報部
2) 京都大学 情報環境機構 IT 企画室
3) 京都大学 学術情報メディアセンター
tonomura.koichiro.8c@kyoto-u.ac.jp

System Reinforcement and Support of Learning Management
System PandA at Kyoto University for Counterplan to Covid-19.
Koichiro Tonomura1) , Shoji Kajita2,3)
1) Planning and Information Management Department, Kyoto University
2) Institute for Information Management and Communication, Kyoto University
3) Academic Center for Computing and Media Studies, Kyoto University

概要
京都大学では Covid-19 感染症対策として 2020 年度の前期授業および新入生ガイダンスのオンライン授業化を実施した. その際, 本学情報環境機構で運用している学習支援システム PandA への映像配信機能の強化とシステムの大幅な増強を実施することで一般教養科目および学部専門科目の全授業の受け入れ態勢を整備した. PandA はオープンソースの Learning Management System である Sakai を授業支援のための学習支援環境（愛称:PandA）として全学に向けて提供されている. 本稿では 2020 年度前期を中心として実施したシステム増強と運用サポート体制について報告する.

1 はじめにまでの利用においては対面授業での補助的な利用に向けてサービスを提供しており, 全面的なオンライン授

京都大学では 3 月上旬より Covid-19 感染症対策

業での利用に対しては映像配信などの機能の整備が不として 2020 年度の前期授業および新入生ガイダンス足していた. また全学からの利用よるアクセス集中にのオンライン授業化の検討を行った. 大学をはじめよるシステム停止が懸念されたため, 急遽以下の対策とする高等教育機関の授業では義務教育の様なクラを進めた.

スが固定されておらず, 各受講生はそれぞれの履修に従って授業毎に教室間を移動するため, 接触対象者数も大幅に増加する, ゆえに, オンライン授業環境の整備が急務となった. 全学的なオンライン授業環境のプ
ラットフォームには全授業の科目・履修情報を利用可• 同時アクセス数増大に対応するためのシステム
増強• 映像配信システムの整備（Zoom,Kaltura）• 教職員へのオンライン授業環境の情報提供

能であることが求められる. 本学の全授業の開講およ

これらの対策を実際の授業の開始と並行して実施し,び履修情報を統括的に扱うシステムとしては, 教務情度重なるトラブルに対応を切り抜け, 前期授業のオン報システム KULASIS と 学習支援システム LMSライン講義をを完遂した.

PandA [1] が全学に向けて提供されている. 本学では

本稿では, これら 2020 年度前期のオンライン化の十分な感染症拡大防止の元での対面授業の可能性を模ための学習支援システム PandA のシステム増強と運索するとともに, 全学に向けたオンライン授業プラッ用・ユーザー支援体制を中心に述べる.

トフォームとして PandA を選定した. 情報環境機構
では 2013 年度から PandA を運用しているが, これ2 京都大学の学習支援サービス
情報環境機構では, 2013 年度から Apereo Founda-tion が中心となって開発を進めているオープンソース

これらの機能のため, PandA からはリアルタイム用に Zoom, ストリーミング配信用に Kaltura の 2 つの映像配信環境を提供した.

3.1

Zoom によるリアルタイム授業配信の学習管理システム（Learning Management System）

Zoom は米国の Zoom Video Communications 社

Sakai [2] を PandA の愛称で導入し, 主に「授業資料が提供する Web 会議システムで, PandA からの続はの提供」, 「課題の提出・採点・返却」, 「学生への通LTI (Learning Tool Interperability) [6] を利用して知」などの機能を全学に提供している (図 1) .

利用することが可能である, 教員は Zoom ID やパスワードを利用者に個別配布することなく LMS からのシームレスに利用することができる. 本機構では遠隔会議等への利用を想定し 2019 年度より Zoom の検討を進めていた. Covid19 感染症対策の拡大が進む中で,Zoom 社より, 2020 年 4 月末までの教育機関向けの無償サービスの提供がアナウンスされたこともあり, 学内外の Zoom への期待が高まっているなか, 本機構では 2021 年 4 月末まで利用可能なライセンスを確保するとともに, 本機構 IT 企画室 情報システム開発室よ図1

学習支援サービス PandA

り Zoom の全学的なライセンス 申請環境が構築され[4], 5 月の授業開始までに ID の配布を含めたリアルタ
PandA は 教務情報システムから全学の授業の科目・履修情報の提供を受けて全学で開講されるすべての授業（2020 年 4 月現在）から利用することができる. 加
えて, LTI 連携機能により, 映像配信サービスなどのクラウドで提供される様々なサービスをシームレスに利用する機能を有している（図 2）.

イム映像配信環境の導入が完了した.

3.2

Kaltura による録画型授業配信

Kaltura は米国 Kaltura 社が提供するオープンソー
スのビデオ配信クラウドサービスで, PandA からは「マイメディア」・「メディアギャラリー」の 2 つのツールから利用することができる. また, 動画配信のため
のう URL を PandA 内の課題ツールやテスト・クイズツールなどからリンクすることでより柔軟な動画提供が可能である (図 3).

図2

学習支援サービス PandA と連携サービス

3 映像配信環境の整備

図 3 Kaltura 運用イメージ

オンライン授業の動画配信には 2 つの異なる形態のサービスを提供する必要がある.

• 通常の授業と同じ時間割でリアルタイムに双方向のインタラクションが可能な映像を配信• あらかじめ作成された授業の録画（ストリーミング）配信

Kaltura のツールはそれぞれ以下の機能を持っており, 学生による無制限な映像配信を防ぐ目的もあり, 利用に関しては授業の担当教員に限定し, ユーザー毎に利用する授業の申請を必要としていた.

• マイメディア 映像の録画・編集を行（ID に対して機能を付加）• メディアギャラリー 映像の登録・配布を行う（授業のサイトに対して機能を付加）
しかしながら, （特に 4,5 月の）申し込みが多数におよび管理側のコストを大幅に圧迫した為, 編集機能を伴わない「メディアギャラリー」についてはユーザー自身が PandA の「ツール追加」機能を利用できるように緩和した. 加えて, 画像の録画や編集を大学院の学生である Teaching Assistant(TA) に任せたいとの要望が広く寄せられたため

図 4 2019 年度 PandA 運用サーバ

申請制は維持したま

ま, マイメディアの提供範囲を TA まで広げた.

5). 実際の運用においては, ファイルシステムに関連

4 システム増強と運用すると思われる不具合のため 2 台がサービスに参加で2019 年 度 は 最 終 的 に 1,739 科 目 (3/2 時 点) がきず, 最終的には 5 台態勢となっているが. CPU コア

PandA 上でサイト開設を行っており, 全学共通科目をとメモリの増強により一台当たりの同時接続数 2000

中心に教育のインフラとして活用されている (表 1).

〜3000 でもフロントサーバ側に運用に耐え, むしろ

表 1 2019 年度 PandA(LMS) サイト開設状況

バックエンドであるデータベース側の能力不足が問題であった.

部局

開設数

科目総数

利用率

共通教育

781299326 %学部専門教育568420214 %大学院専門教育

390

7655

5%

合計

1739

14850

12 %

学部によって差はあるものの, おおよそ10 % から 25 % 程度の利用にとどまっており、オンライン授業での同時使用の様な運用はおおなわれておらず, 同

図 5 2020 年度 PandA 運用サーバ

時接続は繁忙期においても 1,500 程度であった. これをフロントサーバ 2 台と 8core のデータベースで運用していた (図 4),

4.2

バックエンドサーバの増強

これまでも語学の試験などで同時利用を行った際に

LMS Sakai では授業資料や学生するコンテンツを速度が低下するという報告を受けており, 全面オンラ共有ファイルシステム, それ以外の情報をデータベーイン授業での利用増大を見越して, 緊急にシステムのスに格納しており, 特にデータベースはシステムのレ増強を図った. 授業開始前の試算ではスポンスなどに深く影響している.

• 時間割に合わせて利用者が同時に接続• 共通教育科目を中心に 1,2 回生全員の接続

データベース PandA のバックエンドとして Oracle

Enterprise Server 12c を オンプレミスの VM 上でCPU 8 Core で運用していたが, 4 月 8 日においてはことから, 最低でも 4000 以上の同時接続に耐えること同時利用者数が 4000 名を超えた状態で CPU 占有率が必要であると予想された.

が数分にわたり 100% に達するなどもあり, 早急なシ4.1

フロントエンドシステムの増強ステムの増強を図ることとなった. 5 月 2 日の早朝メ

これに対して, 1 台あたりの処理可能な同時接続をンテナンスで 12 コア化した. しかしながら, 連休明け800 名と想定し, フロントサーバの台数を 2 台から 7の 5 月 7 日の初回授業日において過去最高の 14,000台へ増強を行うと同時に, 一台当たりの CPU コア数名の同時接続が発生した際には, データベースサーバを 2 から 4 に, メモリを 16G から 32G に増強した (図の CPU 占有率が 55 分に渡って 100% を記録し, シス表 2 2020 年度前期

テムのスローダウンによりサービスレベルダウンが発障害・メンテナンス状況生した. これに対応するため 5 月 10 日に 18CPU までの増強を図り, CPU 高負荷による速度劣化に対してなんとか対応することができた. その後もしばしばデータベースの速度低下が発生したが, 調査の結果富士通製ファイルサーバの READ 性能の低下が一因であることが判明し, ファイル格納先の変更等の暫定対応を行いつつ運用を継続している.
ファイルシステム 授業資料および学生からのデータの提出先としてファイルサーバを運用している. 当
初は予測していなかったが, レポートの提出方法として, 手書きのレポートをスマートフォンなどで撮影して, PandA の課題に提出するという運用が広く行われているため (図 6). ファイルサーバの十分な空き領域と安定運用の確保が求められることとなった. ファイ
ル領域としては当初 2TB を用意していたが, 順次拡張を行い, 現在では 5TB を確保している.

図6

ファイルスキャンによる課題提出

発生日

曜日

区分

対象

5月2日

土

メンテ

データベース

5月6日

水

障害

データベース

5 月 14 日

木障害

Kaltura5 月 17 日

日

障害

データベース

5 月 22 日

金障害

データベース

5 月 24 日

日

メンテ

データベース保守

6月1日

月

障害

ファイルシステム

6月2日

火

障害

ファイルシステム

6月7日

日

メンテ

データベース

6月9日

火

障害

ファイルシステム

6 月 20 日

土

メンテ

データベース

6 月 21 日

日

障害

ファイルシステム

6 月 30 日

火障害

ファイルシステム

7月7日

火

障害

ファイルシステム7月9日

木障害

ファイルシステム

7 月 10 日

金障害

ファイルシステム

7 月 30 日

木メンテ

ネットワーク切り替え

8月4日

火

障害

ファイルシステム

4.3

クラウド

映像配信関での不具合

Kaltura による映像配信を行う際に,ファイルの領域は確保したものの, ファイルシステ
ムの不安定さには常に悩まされることとなった. 当
初, PandA はオンライン授業の配信のプラットフォー• 一部のブラウザ・スマートフォンで表示がなされない• 3rd party error と表示され映像配信が行えない

ムとして, Zoom や Kaltura などの映像配信のためのなどの不具合が発生した. それぞれ, Chrome や Edge

ログイン環境としての利用が主であったが, オンライのセキュリティ強化により発生する現象のため, ブラン授業の全面的導入の中で, 資料配布や課題の提出等ウザの設定で対処可能であるが, ユーザー自身によるの PandA 本来の機能の活用が進む中で, ファイルの設定変更を必要とする為

READ/WRITE の問題が顕在化し,7 月 10 日までの目の授業の視聴に不住をきたす問題が発生した. 本間に繰り返しファイルアップロード障害が発生し, 利

不具合は PandA で利用している Sakai のバージョン用者の課題提出等で問題が発生した. 調査の結果, ファ(10.x) に起因する問題のため, 将来のバージョンアッイルサーバの NFS を v4 から v3 にダウングレードすプでの対応を予定している.

ることで安定的に稼働することが判明しため, ファイ

他にも, 「出欠確認を目的とした視聴記録のため提供ルサーバの設定変更を行う事により, 現在は安定的にする予定であった Analysis 機能が本学の ID 運用規稼働している.

約と合致せず, 利用者への Analysis 機能の提供を中断

以下に主だった障害とメンテナンス実施状況を示す(表 2).

多くのユーザーで特に 1 回せざるを得ない」などの問題もあり, 授業の完全オンライン化環境での不具合が顕在化した.

4.4

情報共有と監視体制の強化

不具合およびメンテナンスが多発する中, システムの監視と情報共有が課題となり, Slack による情報共有を全面的に導入した. 本機構では, チームチャットサービスである Slack を教職員間の情報共有基盤として導入していおり [5] , リモートワークが進む Covid-19 対策において非常に有用であった. 特に本機構 ＩＴ企画
室 により Zabbix と Slack を連携したフロントサー
バ・データベース監視＋情報共有環境の効率的な整備行えたことによりメンテナンス・障害対応に対して効率的な作業が実施できた.

図 7 2020 年度 コース開設数

5 全学へのサポート
4 月 1 日付で すべての授業を 5 月 6 日まで休講とする旨のアナウンスがなされ（4 月 8 日より各学部・• 授業を受ける学生（新入生・保護者, 上回生)

研究科による専門科目授業の一部がオンラインで開始• 授業の環境を管理・運営する部局の教務担当職員されるなどの混乱が発生した）, 最終的に 4 月 17 日付への手厚いサポートが必要になる

けで全授業をオンライン授業を中心に実施されること

以下では, 全学に対しておこなった主なサポートにが決定された.

ついて述べる.

当初は一時的な避難処置として整備はじまったが, 最

5.1

オンラインドキュメントの整備

終的には全学の教育インフラの大部分を担う事となり,本機構 コンテンツ作成室の全面的な協力の元、全学共通教育を中心に学部向け開講科目のほとんどがサイの授業が開始される 5 月をターゲットに映像映像配信

トを開設し、何らかの形で PandA を利用することとを中心にマニュアルの整備を行った. システムの導入なった. 2020 年度前期の最終的なサイト開設状況をと同時に. 利用者からのフィードバックを受けつつ突(表 3) に示す.

貫工事で整備することを余儀なくされた. また、オン

表 3 2020 年度前期 PandA(LMS) サイト開設状況

ライン授業がスタートした後は、LMS の利用に関する QA が増大し順次 FAQ などのドキュメントの整備

開設数

科目総数

利用率を実施して対応している.

共通教育

1517

1649

92 %

5.2学部専門教育

2044

2666

77 %

授業のオンライン化の支援のため, はじめて PandA

大学院専門教育

2169

5372

40 %を使用する教員を対象に, Zoom を利用したオンライ

合計

5730

9687

59 %ン講習会を部局

教員向け利用講習会受講者としてオンライン授業を体験する形で実施した (表 4). 第 1 回の講習会では Zoom のラ

5 月の授業開始時までに 5000 を超える授業サイトが PandA 上に開設され, 学部授業の 88% でオンライン授業の実施が可能となっている (図 7).
対面授業での LMS の利用は, 授業の進捗に合わせて教員が必要に応じて利用する機能を選択し, 徐々にコースサイトの構築が行われるため,LMS に対して最小限の知識で利用開始が可能であったが, 全面的なオンライン授業の導入により, 映像配信や課題提出など,これまで, 習熟を必要としていた機能の利用が, 第 1 回の授業から必要となった. そのため,• 授業を実際に行う教員（常勤・非常勤）イセンス付与などの問題から受講できない参加者なども発生したが, 教員・非常勤講師 TA を中心に, 期間中の総計でおよそ 1870 名が受講した.

5.3

非常勤講師への ID 配布

常勤の教職員が PandA を利用するにあたっては,教職員に配布されている ID が利用できるが, 非常勤講師の利用については別途 ID を申請する必要があった. このため, ID が未配布な非常勤講師が PandA およびオンライン授業が実施できないケースが想定された. 特に一般教養を担う国際高等教育院を中心として多くの非常勤講師が授業を担当しており, 全授業のオンライン化のため緊急のログイン環境の整備を必要と表 4 教員向け臨時オンライン講習会

日時

対象

3 月 19 日 16:00

工学部・工学研究科向け

3 月 24 日 13:00

全学部・全研究科向け

3 月 27 日 13:00

全学部・全研究科向け

3 月 27 日 17:00

理学部・理学研究科向け

3 月 30 日 13:00

全学部・全研究科向け

3 月 31 日 10:30

文学部・文学研究科向け

4 月 01 日 11:00

全学部・全研究科

4 月 03 日 13:00

全学部・全研究科

4 月 06 日 10:30

英語開催などの質問が数多く寄せられた. オンライン授業に関する授業設計に関する質問も多数寄せられたが, 技術側窓口においては回答困難なケースもあり対応に苦慮した. 幸い, 本学の高等教育研究開発推進センターによる Teaching Online@京大 [7] による相談体制が急速に整備されたこともあり, 教育関係と純技術的なQA の切り分けを行う事が出来たため, PandA 担当側への負担が軽減された.

した. （授業担当教員 3855 名, うち非常勤講師 989 名

3/31 現在）これに対応するため 各部局に 非常勤講師のオンライン授業実施有無および ID 整備の確認を行い, 4 月末までに約 1000 名近い ID の再確認または更新を実施することで, PandA の利用とオンライン講義を開講可能にした.

図 8 2020 年度前期 QA 総数（メール・Web システム）

5.4 Zoom を利用した新入生向け模擬授業
4 月 16 日に全国に緊急事態宣言が出される中, これまで大学に登校したことのない学部新入生 (約 2,800

6 まとめと今後の課題名) に対して全面的なオンライン教育の導入が可能で本報告では,2020 年前期の京都大学における学習支あるかの試行として, 全学の共通教育を担う国際高等援システム LMS PandA を利用した Covid-19 対策の教育院と共同で 4 月 21 日 5 限目に実施され, 約 2,100ための全学的授業プラットフォームの増強と運用につ名の新入生が参加した. この模擬授業ではシステム負いて述べた.

荷が高い授業資料の閲覧やオンライン・テスト, 課題ハードウェア環境においては Oracle データベースと提出なども行われ, 在校生を含む約 8,300 名の利用にファイルサーバの不具合に悩まされたが、7 月上旬ま対しても PandA でのサービスが実施できることが判でに実施した増強作業と最適化により度重なる不具合明し, 全授業のオンライン化の目途をつけることがでに悩まされつつも、サービス崩壊を起こすことなく前きた.

期授業を終了することができた. 今後の課題としては,2021 年度をターゲットにユーザーから寄せれた改善
5.5 QA 対応提案などを勘案しつつ PandA のプラットフォームを3 月下旬から, 教職員からのオンライン教育に関連最新システムである Sakai 20 への更新を予定していする質問数が爆発的に増大し, 担当者の電話が鳴りやる, 映像配信環境においては PandA と Kaltura の接まない状況となった. オンラインの QA についても,続に起因した不具合やユーザーから報告された幾つか前年比で 10 倍以上の質問が寄せられ, 担当職員は休の不具合もこの修正で改修できることが期待される.

日深夜を問わす QA 対応に追われることとなった (図サポート体制においては, 前期の混乱の中で, 教員・学8). QA の内容としては、授業の進捗を反映し, 当初は生がオンライン授業に対する習熟度が上がっており,オンライン配信を開始する方法などの利用環境 につ初歩的な質問が大幅に減少している. また, 各部局教務いての問い合わせが多く, 授業開始後 (5 月中〜下旬)部門でのオンライン授業への理解が深まっていること

は課題やテスト・クイズなどの LMS の利用方法,6 月もあり, 協力体制の構築がスムーズになっているが, 対下旬からは Online 試験 の実施方法, 8 月は採点方法

面授業とオンライン授業をミックスした新しい授業形

態への模索や既存クラウドサービスと LMS の連携深化が課題となっている.

[5] 森村 吉貴, 多様な構成員を持つ大学 ICT 組織への Slack 導入によるコミュニケーション改善

7 謝辞

試行, 大学 ICT 推進協議会 2018 年度年次報告,システムの増強・整備について, 情報環境機構・IT企画室の諸先生方には, オンライン環境授業配信環境の整備・各種ツールの提供, 情報基盤課には VM 環境を始めとする予定外リソースの増強について多大なご支援をいただいた, また, 連休中から 7 月初旬に至るまでの間, 休日や深夜・早朝を問わず, システム増強・障害対応・データベース増強に協力いただいた, 富士通
株式会社には, 特段の謝意を表明させていただきます.
ユーザーサポートについて, 京都大学高等教育研究開発推進センター の皆様には, オンライン教育に関する定例の情報交換会をはじめ, 様々な支援をいただきま
した, 情報環境機構・コンテンツ作成室の皆様においては, 非常にタイトなスケジュールの中でのドキュメ
ント整備, 情報環境支援センターには特に 3 月末から授業開始までの間の QA の洪水の中で窓口を支えていただきました, ここにお礼申し述べさせていただきます. 皆様のご支援とご協力なしには前期授業サービスを完遂することができなかったことは疑いありません.
本稿では触れることができませんでしたが, PandAによるオンライン授業環境の整備においては, 共通教育を担当する国際高等教育院 をはじめとする各学部・学科・研究科の教務担当職員・技術職員の皆様には多大な迷惑をおかけすると共に, 教員・学生に直接対応する窓口として大変なご助力をいただきました.

https://kubar.rd.iimc.kyoto-u.ac.jp/Zoom/

特に 部局内でのサポート体制の組織化・構築や独自マニュアル整備等ご尽力いただいた各研究科・学部の教員の皆様 , ともすればサービスの全面崩壊を招き兼ねない中で, オンライン授業を支援いただいた皆様に深くお礼申し述べさせていただきます.

参考文献[1] 外村孝一郎, 京都大学における Sakai による学習支援システムの導入と運用, 大学 ICT 推進協議会

2013 年度年次報告, 2013
[2] Apereo Foundation. https://www.apereo.org/[3] 津志本陽, 京都大学における学習支援システム
PandA への映像配信クラウドサービス Kalturaの導入 大学 ICT 推進協議会 2016 年度年次報告,

2016[4] 京 都 大 学 Zoom 全 学 ラ イ セ ン ス 申 請 ペ ー ジ2018[6] https://www.imsglobal.org/activity/learningtools-interoperability[7] https://www.highedu.kyotou.ac.jp/connect/teachingonline/