AXIES教育技術開発部会 第18回研究会

2023/10/13

IT企業による教育・学習教材を使用した
数理・データサイエンス・AI教育～ 大学授業における企業による無償ハンズオンセミナーの利用 ～

丹羽量久・鈴木 斉（長崎大学）

自己紹介
 丹羽量久（にわ かずひさ） 長崎大学 ICT基盤センター 教授／副センター長◦ 情報教育関係のカリキュラム開発・運営、授業担当、入学者教育企画 等◦ メタ認知（思考や学習のマネージメント能力）の測定尺度の開発、およびメタ認知を伸長させる授業課題に関する研究 兼務◦ 障がい学生支援室 教授◦ 大学教育イノベーションセンター 副センター長（2023年4月～）

 経歴◦ 日本電子計算（株）➜科学技術事業部分社化：JIPテクノサイエンス（株）◦ 2006年10月 長崎大学に転籍し、現在に至る
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2内容
1. 課題の共有
 授業の内容、演習環境

2. 企業が提供するクラウド環境の活用
 クラウド上の学習環境、自学自習

3. ヒント2023/10/13AXIES 教育技術開発部会 第18回研究会

3課題の共有 AI戦略2019の教育改革◦ フォローアップ：AI戦略2021、AI戦略2022

 学習指導要領の改訂◦ 高等学校 情報Ⅰ：2022年度必修化

 数理・データサイエンス・AI教育プログラム認定制度の構築◦ MDASH：リテラシーレベル、応用基礎レベル

 カリキュラム再編
 情報系、数理・データサイエンス系 科目
 授業担当教員の確保
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4授業内容としては
 高等学校新課程「情報Ⅰ」 デジタル革命に対応できる「情報活用能力」を育成するため、きわめて広い領域の内容◦ プログラミング、データの収集と活用、個人情報の保護、情報の倫理、情報を活用した問題設定や解決の能力等

 13教科書（6教科書）は千差万別（難易度や詳しさ）

 MDASH（応用基礎レベル）
 主に学部3、4年生を想定し、専門分野における大局的な視点
 演習やPBL等をから実践的スキルを習得
 データサイエンス基礎、データエンジニアリング基礎、AI基礎
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授業（演習）環境としては
 ICTを活用する演習が組み込まれた授業の準備
 付随する作業に負担が生じる可能性 実習準備の環境設定 （サーバ､端末室）
 バージョンアップに伴う資料改変

 BYOD環境は多種多様
 授業の目的からは時間の浪費◦ ただし､学生にとっては経験が増える

 アプリケーションのインストールと環境設定
 支援が複雑・困難 ➜ 外注による解決策を見積もると高額
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企業に協力要請できる（すべき）かも 企業は多種多様のハンズオン形式セミナーを提供 無償利用できるものも多い
 数多くの認定試験あり

 大学の授業でのICTを活用する演習
 ともにソフト等を実際に動作させる形態
 ハンズオンセミナーを再構成し､大学授業の演習部分として流用した授業設計も考えられる➜ AXIES企画セッション：企業からの提案を検討
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7[1]AXIES 企画セッション
テーマ「ハンズオンパッケージの教材化と授業への活用」
1. 高等教育機関向けプログラムと AWS の活用◦ 櫻田武嗣 氏 アマゾン ウェブサービス ジャパン合同会社

2. Azure Lab Service とMicrosoft Learn for Educators プログラム◦ 中田寿穂 氏 日本マイクロソフト株式会社

3. インクルーシブな授業の実現に向けて◦ シンジン 氏 オラクルアカデミー

 他にも活用できそうなもの◦ レッドハット株式会社 Red Hat アカデミー[1] 丹羽量久, 櫻田武嗣, シン ジン, 中田寿穂：ハンズオンパッケージの教材化と授業への活用,
大学ICT推進協議会2022年度年次大会, 15AM1A, pp.420-426, 2022年12月※セッション原稿， 発表スライド資料
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8クラウド上の学習環境（1） AWS Academy
 クラウド関連業務に対応できる人材の育成を目的として、高等教育機関にカリキュラムと教材を無償提供
 Linuxやデータベースの演習、機械学習初歩等の科目が対象
 加盟校の学生はAWS実習環境 LearnerLab を無償利用可能◦ 一人 100USD/年 までAWSを利用できるクレジットを適用◦ 詳しくは､こちら
https://aws.amazon.com/jp/blogs/news/faq-of-cloud-in-your-class/◦ 停止忘れを防ぐ機能：起動中のリソースを４時間経過すると自動で一時停止させる

 基礎知識・操作の習得➜授業としての本筋は教員が設計・実施
 統一した演習環境の下で学習可能
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9クラウド上の学習環境（2）◦ https://skillbuilder.aws/jp 有償/無償
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10クラウド上の学習環境（3） Azure Lab Services◦ https://azure.microsoft.com/ja-jp/products/lab-services/ Microsoft Azure上に仮想PC教室環境を構築
 授業シナリオに沿って､必要なアプリケーションを組み込んだOSテンプレート（Windows，Linux）を用意できる◦ https://learn.microsoft.com/ja-jp/azure/lab-services/class-types◦ Adobe Creative Cloud◦ ArcGIS◦ Autodesk◦ MATLAB◦ ビッグデータ分析◦ データベース管理◦ 自然言語処理でのディープラーニング◦ RStudio◦ Python と Jupyter Notebook◦ 他

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11教員向けにも使えます（1） AWS Educate◦ https://aws.amazon.com/jp/education/awseducate/ クラウド初習者向けの自学自習用Web学習プログラム

 Microsoft Learn◦ https://learn.microsoft.com/ja-jp/training/ LMSとLTI連携可能

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12教員向けにも使えます（2） Microsoft Learn for Educators◦ https://learn.microsoft.com/ja-jp/training/educatorcenter/programs/msle/

 Fundamentals コース◦ Microsoft Azureの基礎、Microsoft 365基礎 等◦ https://learn.microsoft.com/ja-jp/training/educatorcenter/programs/msle/fundamentals

 Advanced Role-Based (ARB) コース◦ Azure でのデータ サイエンス ソリューションの設計と実装、
Microsoft Azure でのデータ エンジニアリング 等◦ https://learn.microsoft.com/ja-jp/training/educatorcenter/programs/msle/advanced-role-based
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13教員向けにも使えます（3） Oracle Academy◦ https://academy.oracle.com/ja/

 教育機関向け無料プログラム
 クラウド基盤の応用実習環境

 Oracle for Research◦ https://www.oracle.com/jp/oracle-for-research/ 研究者/大学スタートアップ支援プログラム◦ 1年間無料のクラウド利用環境◦ AXIES正会員向けには、米国本社への申請のサポート

 初回の継続時には、大幅なディスカウント有り !
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14教員向けにも使えます（4） Oracle Academy リソース：Java Getting Started with Java Using Alice＊ (8時間) Creating Java Programs with Greenfoot (16時間)
 Programming the Finch Robot in Greenfoot (8時間) Programming the Finch Robot in Java (8時間) Java Fundamentals＊ (90時間)
 Java Foundations＊ (90時間)
 Java Programming (90時間)
 Artificial Intelligence with Machine Learning inJava (40時間)＊日本語資料

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15教員向けにも使えます（5） 同：Cloud Oracle Cloud Infrastructure Foundations I (90時間)
 Oracle Cloud Infrastructure Foundations II (90時間)

 同：Database Solve It with SQL (8時間) Database Foundations＊ (90時間)
 Database Design and Programming with SQL (180時間)
 Programming with PL/SQL (180時間)
 APEX Application Development Foundations (90時間)＊日本語資料

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16教員向けにも使えます（6） Red Hat Academy◦ https://www.redhat.com/ja/services/training/
red-hat-academy

 トレーニングコース と 認定試験 を無償で提供
 提供されるカリキュラム◦ Linux コアシステム管理◦ クラウドコンピューティング◦ ミドルウェア開発（Java EE）◦ 各種試験（Red Hat認定）

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17長崎大学で検討中
 情報系教養教育科目(選択)で試行する学習環境
 MDASH（応用基礎レベル）の認定申請に備えて､データ分析/可視化の単元を強化
 BI（Business Intelligence）ツール Tableau Desktop◦ 大学教育イノベーションセンター教学IR部門の戦略職員が担当

 Amazon AppStream 2.0 による仮想デスクトップ環境◦ インストールデバイス：1，利用者：10 を想定し、構築する見込み◦ ライセンス等に問題がないか確認中 他の情報系教養科目や専門教育科目に展開
 学生たちにクラウドの利用環境を提供
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文系学部にも有効か インタラクティブ型教科書（授業ノート）
 文学作品のワードクラウド（wordcloud）◦ 単語の出現頻度を文字の大きさに反映させて視覚化◦ https://www.wolframcloud.com/obj/internationalessays/Published/wordcloud-kyoto-notredame-universityja.nb

 Wolfram言語で教材作成◦ 科目「AIとデータサイエンス入門(実習)」第4回授業◦ 講義資料と実習テキスト

 参考情報◦ 教科書「基礎数学をWolframAlphaで」◦ [3] 大橋真也："Wolfram Alphaを関数電卓として活用する",
じっきょう数学資料, 73号, 2016 ※原稿
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19学習環境の共同利用
 新しいライセンス形態の提案[2] ソフトウェア利用者 と ライセンス提供者が ともに有益となる

 組織を越えた包括ライセンス
 多組織の同時利用を一括管理できる仕組み◦ アプリケーション配信型 （組織外に出せないデータの分析等に有効） 使いたいときに使い、使った分だけ課金 汎用アプリケーションの教育利用環境◦ クラウド上に構築した環境を共有[2] 丹羽量久, 鈴木斉, 上繁義史, 中村修, 藤村直美：AXIESによる包括したアプリケーション利用環境構築の構想, 大学ICT推進協議会2019年度年次大会, TD2-1, pp.30-31, 2019年12月 ※ 原稿
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20アプリケーション利用の流れ（予約時） 認証、資格情報等のやり取りは最小限に留める① 自大学の認証システムにてユーザ認証

アプリケーション配信サーバ

AXIES
国立情報学研究所②③④② チケットが発行され、NIIに通知

③

プロキシ

各大学の認証機構
①

②

③

④

③ 学認経由で利用許可や資格情報を確認後、アプリ配
信サーバにチケットを送信

エージェントPC
2023/10/13④ 予約情報 (受理) を受信
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21アプリケーション利用の流れ（実行時） 認証、資格情報等のやり取りは最小限に留める① 自大学にてユーザ認証

アプリケーション配信サーバ

AXIES

②

③

④

国立情報学研究所 ②
プロキシ③ 予約情報が照合され、当該アプリを受信③

アプリケーション実行

各大学の認証機構①②

エージェントPC
2023/10/13② 学認経由で資格情報等の再確認後、アプリ配信サーバにチケット送信④④ 利用終了の宣言と利用実績の送信

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おわりに ありがとうございました これらの情報が、数理・データサイエンス・AI教育プログラムの申請・実施のご参考になれば幸いです2023/10/13

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