慶應義塾大学における国内クラウド環境をベースとした
OSS 版 Canvas LMS 全学導入とその評価
赤堀光希 1), 今堀 隆三郎 1), 三矢 晴彦 2) , 武内 孝治 1)1) 慶應義塾大学

インフォメーションテクノロジーセンター本部

2) ボウ・ネットシステムズ株式会社
itc-honbu@itc.keio.ac.jp

University-wide implementation and evaluation of domestic cloud-based
Canvas LMS(OSS Version) at Keio University
Koki Akahori1), Ryuzaburo Imahori1), Haruhiko Mitsuya2) , Takaharu Takeuchi1)1) Information Technology Center, Keio Univ.
2) Bow Netsystems Corporation
概要
慶應義塾大学において，過去 15 年に渡り独自の授業支援システムが個別開発・運用されてきた．しかしながら，近年の教育 IT 基盤におけるエコシステム形成の潮流，また安定的かつ高品質なクラウドサービスの普及にあたり，学内のガラパゴス化するシステム・の刷新，ならびに，持続可能なシステム基盤の見直しの必要性が顕著なものとなり，2020年 6 月より国内 Google Cloud Platform(GCP)環境下における Canvas LMS（オープンソース版）の導入を段階的に実施し，2021 年度には全学運用を開始した．完全移行の過程ではあるが，授業運営においては確実に学内での定着化が図れており，本論では，適用背景から実導入にあたっての Canvas LMS の評価ならびに，課題，今後の展望について論じる．
1) 近年，北米を中心としたグローバルレベルで

1 導入・適用の背景導入・利用シェアが高く，国際標準と見做さ新たなる社会像として提唱された Society 5.0 や，れている IMS Global Learning Consortium[1]で2025 年の崖に代表される危機喚起が起点となり，策定されている教育ツール連携のための規格

国や各省庁の DX 施策が急速に展開され，本学にと親和性が高い[2]．

おいても IT 領域における基本戦略として，”デー

2) システム管理者，講師（共同支援者含む），タセントリック”や”クラウド利活用の促進”を学生に対して十分な機能群の提供が実現され前提とした施策が示されている．そのような背景ており，更に新しい時代のニーズに合わせたのもと，新なる LMS の全学導入は，教育 IT 基盤

機能拡張といった長期的な発展・強化が見込の刷新であると同時に，大学の IT インフラをクラまれる．

ウド環境へ再構築するという中長期的な計画とし

3) データ共有や，遠隔授業，オンデマンド配信等を支える有用な外部教育ツールとの組み合ても，試金石となるものでもあった．

わせにより充実した教育プラットフォーム及びエコシステムの形成が可能である．

1.1 Canavs LMS の採用
近年，教育環境や授業環境の急激な変容に伴

4) 導入・サポートについて確実に実施できる体

い，独自開発の授業支援システムにおけるメンテ制を学内・学外を通じて構築できること．

ナンス・改修負荷の増大やグローバルトレンドからの逸脱・孤立が強く懸念されていた．そのような状況下，Canvas LMS の採択にあたっては下記

1.2 Google Cloud Platform(GCP)の採用
クラウド基盤サービスの選定にあたっては，Canvas の動作要件及び稼働実績を元に，AWS，の評価が焦点となり，その選定が為された．

Azure，GCP を候補として検討を進めた．クラウ287

ド・ネイティブ設計ベースとする Canvas の実装はまた，パイロット運用開始までの 2 ヶ月間でシAWS 環境に最適化されているが[3]，システム導ステム基盤実装と並行して 3 つの活動を展開した．

入環境に応じたセットアップ構成・システム設定の調整により GCP でも問題なく運用可能であることが確認され，最終的には大学の全学クラウド環

1) 表 2 に示ように学事システムと LMS とのデータ連携アプリケーションの設計・実装を進境として有力視されていた GCP で新 LMS のシスめ，稼働開始時点からコース作成・ユーザ登テム一式を構築することを決定した．また，クラ録・履修登録などオンライン授業の開始に必

ウド環境におけるシステム構築に際しては，オー須となるデータが自動登録されるようにした．

プンソース版の Canvas LMS の適用にあたり国内
リージョンでの構築を前提に、システム基盤の陳

表 2 Canvas データ・連携検証

腐化を防ぎ，高い継続性と安定性をもった運用を可能とするために，マネージドサービスの積極的活用が重要視され GCE: Google Compute Engine (アプ リ ケ ー シ ョ ン 用 サ ー バ)，CloudSQL(RDB)，
Memorystore(キャッシュデータ管理用 Redis)，ファイルストレージ等の基本的な基本的な機構をその管理下にて運営できるシステムアーキテクチャとすること目指した．

2 構築のタイムチャート

2) LMS と組み合わせて機能性を拡張するための新 LMS の構築・運用環境となるクラウド基盤に様々な学修支援ツール（複数の会議システついて基本方針を固めたのが 2020 年 7 月であり，

ム・提出課題管理・レポート剽窃チェックシ

それから約 2 ヶ月という極めて短期間でパイロッステム，ファイル共有システム等）を個別にト運用に備えることとなった（構築対象としては，評価・選定し，IMS LTI 仕様に沿った連携を最終的な全学運用規模を考慮した構成を前提とし前提に，Canvas LMS への組み込みを実施した）．表 1 に示すようにサイジングとサーバ構成た．

設計を経て，GCP の各種マネージドサービス（自3) パイロット運用としての本番稼働を迎えるに

動 ス ケ ー ル が 可 能 な 負 荷 分 散 ， WAF(Webあたり，新 LMS 導入プロジェクトの関係者

Application Firewall)，ファイルストレージ，メモを中心に，表 3 に示すような Canvas LMS のリキャッシュ，RDBMS 等に加えてコンテナオー

様々なシステム機能に関する操作説明会の受ケ ス ト レ ー シ ョ ン ツ ー ル で あ る Google

講を重ね，更には学内配布用ドキュメ ントとKubernetes Engine）の機能を取捨選択しながら，しての操作マニュアルや，初心者向けセミナ

Canvas LMS の実行環境を設計，構築した．

ー動画の制作を行った．

表 1 Canvas LMS の導入・構築工程
表 3 操作説明会，ヘルプデスク／マニュアル整備288

各作業工程後は、図 1 に示すスケジュールにて、Canvas はこれらの基本要件に対する高い充足性

2020 年 9 月より一部の授業で新 LMS の利用を開とその特徴が起点となり，図 2[3]に示すように近始 し ， その 初 日 か ら 全学の 1/4 弱 に あ たる 約

年，北米を中心とした教育機関におけるプライマ7,000 人の学生が一斉に利用を開始した．実際にリ LMS（全学用 LMS）のシェア率およびリプレ新 LMS の利用を始めた早期ユーザから得られるース採用率の増加に繋がっていると考えられる．

フィードバックを元に Canvas LMS の機能を強化・拡張する独自の LTI 対応アプリケーションを開発，全キャンパスを巡る公開説明会など本格展開への準備を経て，2021 年 4 月には学内 3 万名近く のユーザが利用する全面稼働が実現した．

図 2 2019-2021 北米の LMS 移行傾向
図 1 Canvas LMS 構築スケジュール

4 Canvas LMS システム構成
3 Canvas そのもの特徴認識慶應義塾では GCP をプラットフォームとしてこれからのオンライン教育および学習活動で，Canvas LMS の稼働環境を構築している．システ

特に重要となる LMS の機能・特性として，下ムの機能拡張やアップグレード作業を安全且つ円記のような観点が重要となる．

滑に実施できるように，本番系，ステージング系，

1) 多くの一般人にとってフレンドリーな画面操テスト系の３つの環境を保持しており、それぞれ作性（学修活動や教育・指導をスムーズに進国内リージョンでのクラウド環境構築を前提としめるため，機能だけではなく教育業務や学修ている．

活動中心の UI／UX が提供されているか）

Canvas はスケーラビリティを確保するために，

2) オンライン上に多く揃っている Saas 型教育

単純なラウンドロビンでスケールアウトできるツールとの相互運用性（IMS LTI1.1，LTI1.3

Web アプリケーション部と，即時応答の必要性が規格の教育ツールが簡便に使えるか）低い処理の遅延ジョブ実行部を分離している．同

3) 教務管理など関連システムとの連携性（WebAPI が充実しているか）時アクセスユーザ数の増大に伴い負荷が上昇する
Web アプリケーション部は GCP の自動スケール

4) システム設計やデータ管理における透明性機能により，柔軟にリソース割り当ての増減が可（コンテンツデータは簡単に取り出せるか）能であり，運用コストを抑えながらも一時的な高5) セキュリティ面での堅牢性（プログラム実装

負荷状況となるスパイクアクセスに耐えうる構成

コードが常に最新情報で検証されているか）
6) スケーラビリティ（大量アクセスに耐えうるシステムアーキテクチャになっているのか）

289を実現している．

しいデータベース部の負荷を軽減するために，ア

5 Canvas LMS を基点としたインテグレーション

プリケーションが繰り返し参照する必要のあるデCanvas LMS の採択ならびに構築時に重要視されータをオンメモリ・データベースである Redis にた外部サービスとの連携による有用性の高い教育一時格納している．これにより，データ管理の中ツール・エコシステムの形成に関して，表 4 に示核となる RDBMS（PostgreSQL）の処理を助け

す サ ー ビ ス 群 に 対 し て LTI (Learning Tools

るだけでなく，アプリケーションのデータ参照処Interoperability)連携を中心としたシームレス理性能の劇的な向上を実現している．

なインテグレーションが実施されている．Canvas

また，スケールアウト構成を採用することが難更に，Canvas LMS は学修データの分析機能をLMS においては，各種サービスのフロントエンドオプション構成として利用することが可能であり，（入口）としての役割を果たし，各種 UI に外部様々な操作履歴やデータ変更履歴を詳細に管理でツールを組み入れながら，エンドユーザにストレきる．このようなトラッキングデータ等の非常にスを感じさせることない，一貫した操作感を実現

大きなデータセットを低い処理コストで扱えるよできている．

う に KVS 型 の 分 散 デ ー タ ベ ー ス で あ る
Cassandra（カ サンドラ）を採用している．

表 4 LTI 連携サービスの対象

6 稼働状況（2021 年 9 月時点）
Canvas LMS の導入にあたっては，既存システムからの移行期間として 2021 年度中の一年間での移行期間を想定している．移行期間の初動となった春学期における授業運用状況は下記のとおりであり，凡そ 42%の授業科目において Canvas
LMS に移行もしくは利用開始されている状況である．また，個々の学生にフォーカスすると，複数の履修科目の中で何れかの科目は Canvas LMS
図 3. Canvas LMS システム構成

での授業コーディネートが為されているため，高い比率で学内の学生が期中でアクセス／利用経験を得ている状況にもなっている(表 5)．
実際の稼働状況としては，Canvas LMS の様々な機能群を徹底活用し，綿密なコース教材構成の290元で実施されている授業から，一部外部ツールのいう方針にて対応を図っている．

利用のみを試行している授業まで，その利用頻度

2) 全学展開にあたりサポート体制の負荷が上がや活用レベルはコース毎に乖離があるとも推察さ

り現場満足度への懸念が高まる中で，Canvasれる．また，システム全体の安定した継続稼働の開発元の Instructure 社のサポートスキームと実現と，クラウド運用環境で発生し易いオーバーしても実施されている「ユーザ Community 運

プロビジョニングの防止（過多になりすぎないリ営（慶應内で独自に形成）」にて，各種 QAソース適用の最適化）を図るためには，稼働状況や運用ノウハウがエンドユーザ間で相互にやを精緻に分析し，更なる利用拡大を見据えながらりとりされ，教育現場でイニシアティブを取必要なクラウドリソース予測とマネージメントをる教員の協力のもと有用なサポート機構とし行うことが肝要にもなっている．て機能している．

表 5. Canvas LMS 稼働状況の実績値

3) LMS に連携させている外部教育ツール・サービスの急な仕様変更により，突如とした機能不全や挙動変更が発生し得るため，適用している外部サービス群のパッチ情報展開やサービス仕様の変更への注視が日常的な運用業務として必要である．グローバルレベルで展開されているサービスの場合，Canvas の海外ユーザの類似の事象照会などによって状況を把握し，迅速な解決もしくは対処が可能となるケースもある．

7 運用状況を顧みた課題と工夫
2020 年度秋期からのパイロット運用，ならび

8 今後の展望に，2021 年度における全学展開の工程の中で，運用面やシステム面など様々な課題や留意点が顕在化しており，代表的な運用課題と工夫について

Canvas LMS を中核として連携させた教育ツール群の全学展開・利用により，授業形態は高度にデジタル化，拡充されつつある．対面授業，授業

下記に例示する．

配信による同期型のオンライン授業，授業動画の1) 個別要件のカスタマイズ提供が求められるケースにおいて，メンテナンス性の維持のため
Canvas のパッケージのコア部分に対するコーオンデマンド配信による非同期型のオンライン授業のいずれでも受講が可能となるハイブリッド授業（ハイフレックス授業）のスタイルが実際に運用できるようになった．今後この新しい教育プラド改修は極力回避することとしている．
「Canvas 設定項目や画面表記によるカスタマットフォームの学内における更なる活用と展望として，以下のよう目標を立てている．

イズ」「内在的な管理情報や隠し仕様の変更」「LTI アプリケーション増設」など，パッケージ製品の内部仕様に関する知見が要求されるが，対応コストが低く且つ技術的にも安全度の高い，疎結合アプリケーションやチューニング対応による要件実現を優先的な手段とし，極限定的に「Canvas へ外部プラグインを追加する形のカスタマイズ」を実施すると

291

1) 2022 年度の授業運営に向け，旧授業支援システムからの移行の完遂
2) 通常の履修科目以外の利用ユースケースの拡大（職員教育や各種個別講座の開設）
3) デジタルツール群の更なる連携拡充
4) 学修データの蓄積・利活用によるシステム
利用者への新たなるサービス提供

特に 4)においては，LMS や動画配信システムなこのような学内での稼働実績も背景に，今後はど，現状ではシステム毎に存在する様々な学修ロ

システム利用スコープやユースケースの更なる拡グを一元化されたデータベースに集約し，学生個大，学修データの利活用が見込まれており，学内人に合わせた学修分析ができる環境の実現を目指の新たなるエコシステムやサービスの重要な基盤す．

として十分な期待ができる状況となっている．

学修ログは，IMS Caliper 等の標準仕様に形式統一し，LRS（Learning Record Store）を構築・運用することによって一元管理を可能にする．また，謝辞蓄積された標準化形式の学修データを元に，学生2020 年 6 月に事実上の発足となった本学のが個別に履修している授業を横断した俯瞰的な情

Canvas LMS の導入プロジェクトにおいて，多く報を提供できる「学修ポータル」を実装し，LMSの方々にご支援，ご指導を賜りました．特に慶應での課題の実施状況の可視化，LMS での学修成果

義塾大学医学部）門川 俊明教授，理工学部）内

物のショーケース化，LRS 蓄積データや授業アン

山ケート，成績データなどを元にした分析結果によ

育現場における利用方法や細部に渡る機能の評価，る学修計画機能等を提供し，学修者本人を起点と並びに，実際に利用される多くの先生方に対してした教育支援環境を実現していくことを目指す

フロントに立った情報発信やレクチャーなど，多（図 4）．

大なる尽力を頂き，感謝の念に堪えません．厚く孝憲教授，法学部）小林宏充教授には，教御礼申し上げ，感謝する次第です．
また，近年の世の中の情勢を受け，急場かつ非常にタイトな本プロジェクトの企画・構築・展開をベンダーの立場から手厚くサポートを頂き，時には教育の現場そのものについての踏み込んだ言及・提案も下さったボウ・ネットシステムズ社[5]の献身的な対応、並びに、クラウド環境における技術的な支援を迅速に行って頂いた Google 合

図 4．LRS の蓄積とその利活用

同会社[6]にも深く感謝を申し上げます．

9 おわりに本学における新たなる教育 IT 基盤として，そ参考文献の特徴や有用性・将来性の評価から Canvas LMS[1] IMS GLC, https://www.imsglobal.orgが採択され，全学対象システム導入・構築が 2 ヶ[2] 常盤 祐司, 最新の IMS 標準を実装する Canvas

月という短期間で実現された．2020 年度でのトラによる授業改善の 可能性 : 法政大学における事例

イアル期間を経て，本格的な移行期間となる 2021研究, 法政大学情報メディア教育研究センター研

年度においては急速にその利用対象が拡大し，授究報告, 33 巻, 30-37 ページ, 2019 年

業運営において無くてはならない仕組みとして定[3] U.S. Securities and Exchange Commission,着しつつある．また，移行過渡期ではあるが，実“INSTRUCTURE, INC.“,運用おいて，品質を維持しながらのパッケージシ

https://www.sec.gov/Archives/edgar/data/1355754/000

ステム改修手法や独自のサポートコミュニティー

119312515341090/d932934ds1.htmの形成など，日々，創意工夫がなされている状況
でもある．

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[4] State of Higher Ed LMS Market for US and Canada:Mid-Year 2021 Edition,Creative “Commons : Phil Hill”,
https://philonedtech.com/state-of-higher-ed-lmsmarket-for-us-and-canada-mid-year-2021-edition/[5] Bow Netsystems Corporation,
https://www.bownet.co.jp/[6] グーグル合同会社,
https://about.google/intl/ja/
URL にて記載されている情報は、2021 年 9 月 30
日現在のものとなる．

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