インターネットを利用した新しい高等教育システム

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「バーチャルユニバーシティ（以下VUとする）」プロジェクトは、インターネットが提供する従来の実環境では得ることが困難だった、大学のもつ知的財産の広域共有、個人の自由なコミュニケーション機能、グローバルで普遍的なコミュニケーション環境、デジタルメディア機能などの特徴に焦点をあて、かつ、既存の大学環境の機能に立脚し、具体的に次世代の大学環境を実現することを目的としたプロジェクトである。

本論文では、VUプロジェクトの概論を述べ、各論として3つの課題に着目して、遠隔キャンパス間での遠隔授業、参加者の普遍性を追求した国際パネルディスカッション、個人の認識と認証を用いた授業調査システムについて報告し、VUのデザインの成果と、その正当性に関する議論を行う。

1. はじめに

インターネットを利用した高等教育の事例は数多くあり[1][2][3][4]、様々な研究が進められているが、いずれもデジタルコミュニケーション基盤の特徴を十分に生かしきれていないのが実状である。本プロジェクトでは、デジタルコミュニケーション基盤の特徴を十分に活用して高等教育の支援環境を構築することを目標とする。特に重要な特徴とそれを活用するためのVUの課題は以下の3点である。

授業など大学で創造する知的財産をデジタルメディアによって表現することで、普遍的な財産として保存したり、デジタルコミュニケーション基盤上で広く共有することが可能になる。VUは、既存の大学で創造されているあらゆる知的財産をデジタルメディアによって表現することを目標とする。

上記３点の基本方針に従って、既存大学の機能の分析を基にVUの構成を定義し、VU上での設計を行った。その中から特徴的な3つの機能について、実際の大学での活動を利用した実験をとおして評価を行った。結果とし、この設計にもとづいて機能を実現していくことでVUを構築できることが明らかになった。

2. VUの構成

本節では、VUを構成するメンバーを定義し、そのメンバーの活動をささえるVUの機能を定義する。

VUを構成するメンバーは大きく３つに分類され、それぞれの役割から、大学保有のリソース、大学の知的財産へのアクセス権が定義される。VUのメンバーとして存在する時には、デジタルメディアが（音声・画像・テキスト）入出力可能な端末によってインターネットに接続されていることを前提としている。それぞれのメンバーが所有・創造する情報と財産を、前節で述べたVUの提供する環境上で共有および交換することで、学生は学位を取得する。

1. 学生

学生―学位取得を目的として授業料を支払って授業を履修し、履修した授業の受講の権利、フィードバックを受ける権利を持つ。学位認定機関の提示する課題を提出し評価を受けることで学位を取得する。

聴講生―VUで学位取得を目的とせずに授業を履修する。履修した授業について教員からのフィードバックを受ける権利を持たない。

　

2. ファカルティ

学位認定委員―特定の分野の学位認定機関に属し、VUでの学位の定義、取得に必要なカリキュラムの定義、学生の評価、学位の認定を行う。

教員―授業を行ない履修学生の活動を評価する。授業の所有権を持つ。学位認定機関の定めたカリキュラムに沿った授業を計画し、学生が履修登録を行うと教員となる。

TA、SA―ある特定の授業で教員の補佐を行う。教員から与えられた範囲で授業へのアクセスが許可される。

　

3. 環境・運営

運営委員―VU全体の運営を行う。大学所有の知的財産の管理、リソース管理、メンバー情報管理を行う。

学生が学位を取得するにいたるまでのプロセスをささえるためにVUには様々な機能がある。それらの機能を1で述べた3つの視点からデジタルコミュニケーション基盤上で実現し、評価することでVUを構築していく。以下７点が、VUとして必要不可欠な機能である。

3. VUの設計

2で定義した機能の中から特徴的な、授業の実施、研究発表会、授業評価を例にとり、1であげた３つの課題を満たすようにVU上での設計を行った。

3.1 授業

VUでは、教員、学生、運営委員など大学のメンバーがインターネット上に広域に分散し、他大学・他学部で行われている授業から、広く選択し、受講することが仮定されている。授業の構成要素を分析し、1で述べた３つの視点から、VU上での授業の要求事項を以下にまとめる。ここで、教員と学生は、インターネットに個人接続している場合と、教室型の接続をしている場合の両方を考慮する。

1. コミュニケーション基盤

VUではキャンパス内ネットワークおよび学外インターネットによって実現。VU授業の各要素を正しくデリバーするのに必要な帯域を確保し、VU授業の各要素の著作権にしたがってアクセスの制限を行う。同期（リアルタイムで受講）と非同期（保存された授業を受講）の両形式を支える。

　

2. 講義

教員の講義内容をカメラ、マイク、エンコーダを利用して音声・画像デジタル情報に変換し、配信あるいは蓄積される。教員から学生へ１対多の通信。情報量大。登録学生がアクセス可能。

　

3. 蓄積同期型補助情報

あらかじめ作成された計算機上のファイル（群）。プレゼンテーション資料などがこれにあたり2）の講義との同期が必要。ファイルのあるシステムから学生への１対多の通信。登録学生がアクセス可能。

　

4. 蓄積非同期型補助情報

あらかじめ作成された計算機上のファイル（群）。参考文献などがこれにあたり、講義との同期は必要としない。ファイルのあるシステムから学生への1対多の通信。登録学生がアクセス可能。

　

5. リアルタイム補助情報

講義と同期して作成されるテキストあるいは画像情報。板書などがこれにあたる。講義との同期が必要。登録学生がアクセス可能。

　

6. 教員―学生間質疑応答

文字、音声、画像情報などで表現。教員・学生両者が合意した範囲で他の学生と共有可能。会話型多対多コミュニケーション。同期式授業の場合でも、非同期サポートが必要。

　

7. 学生―TAの質疑応答

文字、音声、画像情報で表現。TA・学生両者が合意した範囲で他の学生と共有可能。会話型多対多コミュニケーションだが、同期式授業の場合は講義を行う教員と他の学生のコミュニケーションを妨げないことが条件。同期式授業の場合でも非同期サポートが必要。

　

8. 学生間意見交換

文字、音声、画像情報で表現。登録学生によって共有される。学生間の会話型多対多コミュニケーション。同期式授業の場合は、講義を行う教員と学生のコミュニケーションを妨げないことが条件。また、同期式授業の場合でも、非同期サポートが必要。

　

3.2. 研究発表会

VUでは、教員、学生、運営委員など研究者がインターネット上に広域に分散し、広域に分散したメンバー間のプレゼンテーション、意見の交換が、研究発表という形で行われる。また研究会を広く公開することが研究分野の活性化に必要である。本節では、研究発表会の構成要素を分析し、1で述べた３つの視点から、VU上での要求事項を以下にまとめる。

1. コミュニケーション基盤

広域インターネットで実現。アクセスは基本的に一般公開。

2. 発表

複数地点に点在する発表者の音声・画像をカメラ、マイク、エンコーダなどを利用してデジタル化。会話型多対多コミュニケーション。

3. 蓄積同期型補助情報

   あらかじめ作成された計算機上のファイル（群）。プレゼンテーション資料などがこれにあたり2の発表との同期が必要。ファイルのあるシステムから視聴者への１対多の通信だが発表者が切り替わるたびにソースの位置が移動する。

4. 蓄積非同期型補助情報
   あらかじめ作成された計算機上のファイル（群）。参考文献などがこれにあたり、発表との同期は必要としない。ファイルのあるシステムから視聴者への１対多の通信。

5. リアルタイム補助情報

   発表・ディスカッションと同期して作成されるテキストあるいは画像情報。板書などがこれにあたる。複数の発表者が書き込みを行う、多対多コミュニケーション。発表との同期が必要。

6. 発表者―視聴者間質疑応答

   文字、音声、画像情報などで表現。質問部分は会話型多対多コミュニケーション。非同期のサポートも必要。

   　

VUは、教員と学生が遠隔にいることも多く、また、複数の大学の授業を受講する機会がある学生が授業の内容を評価し、その結果を広く公開することで、授業の質の向上を図ることが大変重要である。本節では、オンライン上でのよりオープンで公正な授業評価の実施にあたってコミュニケーションおよびアクセスに関する要求事項を以下に定義した。学生はインターネットに個人接続していることを前提としている。

1. 認証―授業を履修している学生のみ評価を提出できる。
2. 重複回避―1学生は1授業に対して1回だけ評価を提出できる。
3. 匿名性―評価の内容と学生は記入中、提出中、提出後も対応付けられない。
4. 公開性―評価結果は広くVUメンバーに公開する。
5. 正当性―評価結果が改竄されない。
6. 可視性―結果がわかりやすい。
7. 即時性―統計結果が速やかに公開される。
8. 時間の余裕―1週間以上をめやすにある一定の提出期間を設ける。
9. 容易性―インターフェースが単純である。

3で述べた設計に基づいて、実際の大学での活動を利用して実験し評価を行った。１）授業の実施については、慶應義塾大学三田キャンパスと藤沢キャンパス間のキャンパス間遠隔授業の実験を行った。２）研究発表会については、国連大学とアジア3カ国とのパネルディスカッションでの実験を行った。３）授業評価は、慶應義塾大学の授業に参加している学生に対して実験を行った。本節では３つの実験の概要と評価結果を述べる。

3.1で設計したVU上の「授業」に対し、実現可能性、および有用性を確認するために、実際に慶應義塾大学の三田キャンパスと藤沢キャンパス間の遠隔授業を利用して実験を行った。

平成9年6月19日、慶應義塾大学総合政策学部教授の竹中平蔵氏の研究会授業として、同士と米国ニューヨーク州弁護士の阿川尚之氏との対談を三田キャンパスで実施し、竹中研究会の履修学生40名が同大学湘南藤沢キャンパスの教室から学内ネットワークを介して受講した。さらにインターネットを介して中継されたその対談を学内・学外の学生約15名が視聴しながら授業に参加した[5]。

表 1に各構成要素について本実験で実現したこと、しなかったことをまとめる。

1. 構成要素をデジタル基盤上で実現し、授業を行うことができ、構成要素が授業構成に必要なアイテムを網羅していることがわかった。
2. インターネット上の学生からの参加は文字のみとなり、質問の内容が正しく教員に伝わらなかった例があった。限られた時間内の適切なコミュニケーションを実現するには、音声での補完が必要であることがわかった。TAとのコミュニケーションは、講義中にも継続できたため、文字でのコミュニケーションが十分役割を果たした。
3. 教室の学生からの参加は、音声・画像のみとなったが、教員とのコミュニケーションは十分にとれた。しかし、インターネット上の学生とのコミュニケーションが取れず、そのことにより有用な情報が共有できないことが問題となった。VUでの授業では、教室の学生もなんらかの形で個人がインターネット接続を行うことが必須であることがわかった。また、教員もなんらかの形でそのコミュニケーションに参加できることが重要である。
4. プレゼンテーション資料をインターネット上の学生に配布するためには、講義内容との同期をより精密に行うことと、教員の指示（ポインタ）などの情報も重要であることがわかった。
5. 画面というかぎられた空間で、資料、教員の画像、文字によるコミュニケーションなど複数のメディアを有効に利用するためには、切り替えなどを利用して、必要な情報のみを必要なタイミングで表示されるようなしくみが重要であることがわかった。

3.2で設計した「研究発表会」を、実現可能性、および有用性を確認するために、実際に国際的に分散する討論者によるパネルディスカッションを利用して実験を行った。各構成要素が目的を達する程度の品質で実現できるかどうかについて、実験を通して証明することを目的とし、特に情報量が多いため、インターネット資源を効率よく利用するための手法について実験を行った。

平成9年7月8日、国連大学とユネスコ主催の国際会議で4カ国にパネラーが分散され、インターネットを介して議論を行うパネルディスカッションを行った。パネルには日本（東京青山・国連大学）5名、タイ（バンコク・Asian Institute of Technology）2名、香港（Hong Kong Institute of Science and Technology）2名、インドネシア（バンドン、Institute of Technology at Bundung）２名、合計4地点に11名のパネラーが参加し、会場に設置されたスクリーンに各サイトの発言者を表示し、東京会場はで約300名の視聴者が参加した。スクリーンと同じ画面を、インターネットを介して配信し、約40名の外部視聴者がインターネットを介して参加した。東京会場はINS1500で慶應義塾大学藤沢キャンパスと接続し、タイ、香港、インドネシアと日本は、奈良先端科学技術大学を経由して各国1.5MのAI3[6]衛星インターネットを利用して実験を行った（図 1）。

表 2に各構成要素について本実験で実現したこと、しなかったこと、問題点をまとめる。

3.3で定義した「授業調査」の設計を基に、慶應義塾大学の授業を利用して実験を行った。要求事項を実現し、公正でオープンな授業評価を実施するための要素技術が網羅されていることを確認することと、認証方法、また匿名性のあるコミュニケーション環境の実現を通してVUでの認証の運用方法を検討する。また、実際の実験を通して、運用上の問題点を洗い出すことを目的である。

平成9年度春学期に慶應義塾大学藤沢キャンパスにて開講された「コミュニケーションネットワーク論」（村井純教授担当）の授業に対する学生からの評価をオンライン実施した[7]。履修者326名中202名が調査を提出した。調査提出期間を7月10日から19日まで設け、326名中202名が評価を提出した。

実現の方法としてPGPを利用したメールでの提出と、SSLを利用したWEBでの提出を検討したが、実験環境でのPGPの浸透率が低かったため、WEBとperlでかかれたCGIを用いた実験を行った。

匿名性を保証するために、提出を受け付ける受付サーバと統計を行う統計サーバとを分離する設計し、履修者情報と評価結果の情報の分離を行った。表 3に各要求事項に対して実現したこと、できなかったことをまとめる。

1. 要求項目を満足するシステムを構築し、オープンで匿名性のあるコミュニケーションに基づいた授業評価をすべてオンラインで行うことに成功した。
2. 紙による結果と定量結果については差異がなく、移行が可能であることが明らかになった。
3. VUでは、授業調査や授業の視聴などのために、学生であることを証明する認証機構、あるいは履修者というその中のさらに細かい単位の認証を行う方法が必要であることがわかった。とくに個人を特定する必要はないが、ある資格をもっていることを認証する機構が必要である。

VUの３つ課題に基づいて大学の機能を分析し、その分析にもとづいて各構成要素を定義し、デジタルコミュニケーション基盤上で実現することで、既存大学のアクティビティは、新しい可能性をもったVU上で実現できることを立証した。本論文では、３つの機能について実験をとおして証明した。３つの機能についてはそれぞれ以下のような課題を残した。

(1) 授業

メンバーの登録、認証、アクセス制御の実現。実験で明らかになった問題点の改善。授業によって構成要素の利用方法が異なるためより多くの授業の実験を行ない、汎用的な環境を整えること。特にインターネット学生の数、範囲の拡大にも対応できる環境を整えること。以上3点を解決し、日常運用へ向けての研究を進めることが今後の課題である。

(2）研究発表会

(3）授業調査

評価にあがった公開に関する改善点の実現。より広範囲なキャンパス外のVUの学生に拡大するための、学生登録、授業登録と連携した認証メカニズムを実現すること。また、大学の全授業に採用した際に問題となる点について実験を通して洗い出し、日常運用を目標に研究をすするめること。以上3点が授業調査における今後の課題である。

今後は他の機能についても同じ手法で分析し、実験をとおして実現を立証していくこと。それによってVUを構築するための環境を確立することが、本プロジェクト全体としての今後の課題である。

実験に協力してくださった慶應義塾大学の学生の皆さんに感謝いたします。キャンパス間授業実験の機会を与えていただいた慶應義塾大学総合政策学部竹中平蔵氏、また実験に多大なる援助をいただいた竹中研究会の代田豊一郎氏をはじめとする学生の皆さんに感謝いたします。国際パネル実験の機会を与えてくださった国連大学高等研究所の Tarcisio DellaSenta氏と堤林剣氏、またパネル実験に際して、短かい準備期間にもかかわらず多くの時間を費やして実現を可能にしてくださった、慶應義塾大学環境情報学部の中村修氏、奈良先端科学技術大学院大学の山口英氏、馬場始三氏、小林和真氏をはじめ多くのスタッフ、学生の皆さん、東京大学大型計算機センターの加藤朗氏、（株）日本サテライトシステムズの泉山英孝氏、大阪大学大型計算機センターの門林雄基氏に感謝いたします。また、各サイトで実験に協力していただいた Asian Institute of Technology の Kanchana Kanchanasut女史、Institute of Technology Bandung のOnno Purbo氏、Hong Kong University of Science & Technology のLawrence Law 氏をはじめとする3カ国の大学のスタッフ、学生の皆さんに感謝いたします。最後に、常に研究を支えてくれた慶應義塾大学VU研究グループの河合敬一氏、鈴木二正氏、大橋克英氏、阪口顕氏をはじめとするグループの学生に深く感謝いたします。

1. Setsuko Otsuki, Jun-ichi Nakamura, Akira Takeuchi, Noriyuki Iwane, "Online University -- Introduction and Empirical Studies," Proc. ERI "96 International Symposium on Educational Revolution with Internet, Fukuoka, Dec. 1996
2. Stanford University Online - http://stanford-online.stanford.edu/
3. ORTELIUS The Data Base on Higher Education in Europe - http://ortelius.unifi.it/
4. Western Governors University

http://www.westgov.org/smart/vu/vu.html

5. キャンパス間授業実験

http://vu.sfc.wide.ad.jp/heizo/

6. Suguru Yamaguchi, Jun Murai, "Asian Internet Interconnection Initiatives," Proc. INET96, June 1996
7. バーチャルユニバーシティ研究グループ, "オンライン授業調査に関する報告," SFCジャーナル, 湘南藤沢学会, 1997年10月（予定）