新型コロナウィルス感染症 (COVID-19)パンデミック下における
オンラインソフトウェア工学教育の動向
櫨山淳雄
東京学芸大学 概要: 新型コロナウィルス感染症 (COVID-19)拡大により多くの高等教育機関では急遽オンライ ンでの遠隔講義を実施することになった．本稿では新型コロナウィルス感染症拡大下のソフトウ ェア工学教育において，どのような問題認識のもとで，どのような取り組みがなされているのか， 文献調査により現状を明らかにする．State-of-the-art of Online Software Engineering Education
under the COVID-19 Pandemic
Atsuo Hazeyama
Tokyo Gakugei UniversityAbstract: Owing to the COVID-19 pandemic, a number of higher educational institutes have been forced
to conduct online distributed education. This paper reports on state-of-the-art of software engineering education under the COVID-19 pandemic.
1. はじめに
新型コロナウィルス感染症 (COVID-19)拡大によ り，多くの高等教育機関では急遽オンラインでの遠 隔講義を実施することを余儀なくされた．様々な教 育分野で，遠隔講義にどのように対応したのか，そ の経験を共有する試みがなされている (例えば[1])． 本稿では新型コロナウィルス感染症拡大下のソフ トウェア工学教育においてどのような取り組みがな されているのか，文献調査により現状を明らかにす ることを目的とする．2. 文献収集手順
本節では文献収集手順を述べる． 筆 者 が プ ロ グ ラ ム 委 員 と し て 関 わ っ た International Conference on Software Engineering Education and Training (CSEE&T2020)では特別セッ ション“Ad-hoc Distance Instruction”が企画され，4 編の論文が発表された[13]．また筆者の研究グルー プ が 発 表 し た 国 際 ワ ー ク シ ョ ッ プ Software Engineering Education Workshop (SEED20201)で関連 するテーマの論文が発表された[14]．さらに，2021 年 1 月に開催された日本ソフトウェア科学会第 7 回 実践的 IT 教育シンポジウム (rePiT2021)で関連する 1 Asia-Pacific Software Engineering Conference (APSEC2020)傘下で開催されたワークショップ
論文が発表された[15]．これらに加え，Google Scholar を用いて関連する論文を抽出した．検索は 2021 年 1 月 16 日に実施し，検索キーワードとして“software engineering education” “COVID-19”と入力し，年を 2020 年以降として検索結果から関連する論文を選 んだ．それらを合計して 10 編の論文を得ることがで きた．次節ではそれらの概要を紹介する．
3. 各文献の概要
3.1 CSEE&T2020 で発表された論文
(1) Barr らの取り組み[2] 3 つの科目から構成される Graduate Apprenticeship (GA)プログラムの経験を報告している． オンラインへの移行により，教員は当初ライブで 講義を行っていたが，学生は退屈に感じ，カメラを オフにするようになった．そのため講義内容を短い 事前に録画した映像を提供するオンデマンド型に移 行し，結果として反転学習が適切な方式であること を見出したことを報告している．カメラをオフにす るのは家庭環境の問題もあることを認識すべきであ ることも述べている． (2) Kanij らの取り組み[6] 科目「データ構造とネットワーク」での経験を報 告している．経験からオンラインの長所を最大限活 かすための 8 つのガイドラインを提案している．(a) 大学の方針に従い，教員は授業の実施方法の 変更に関して学生に明確に伝える必要がある． (b) アナウンスを色々なコミュニケーション手段 で送るべきではない．学生のチェック漏れが生じて しまう． (c) 教材として映像が必要なのかはよく考えるべ きである．映像が必要な場合でも可能な限り短くす べきである(大容量のビデオのダウンロードは学生 にとって負担であり，彼らは長いビデオ映像を観る ことを好まない)． (d) 映像を使う場合，学生のモチベ―ションが低 下しないように注意すべきである．対話セッション を設ける等考慮する必要がある (e) 成績評価方法に関して，試験をオンラインで 実施すると学生はネットを参照して解答することが ある．場合によっては誤ったことが書かれているサ イトを参照して解答することがある．そのため参照 情報も併せて記載させるべきであるとしている． (f) 成績評価方法を事前に十分に練っておく必要 がある． (g) プレゼンテーションを行わせる場合，必要に 応じて，発表中に一部修正させてみるのがよいとし ている． (h) 開発環境のセットアップについて学生は教え られる必要がある． (3) Mues らの取り組み[8] IT セ キ ュ リ テ ィ の 科 目 の オ ン ラ イ ン で の Project-Based Learning (PBL)の実践を報告している． 受講生はお互いのことを知らないことからコミュニ ケーションの確立が課題であるとした．受講生を 20 名に絞った上で，4 人のグループを形成し，2 人 1 組になってインタビューしあい，お互いのことを知 るという工夫をしている．グループ内のコミュニケ ーション手段として Discord が使われた(教員サイド が準備したわけではない)．将来的には知識の伝達は 対面講義で行い，プロジェクト活動はリモートで実 施するのがよさそうというのが著者らの結論である． (4) Schmiedmayer らの取り組み[10] 10 日間の集中講義による iOS や iPadOS 上で動作 するアプリケーション開発の科目の実践に関する報 告である．講義提供方式と学生支援を問題認識とし ている．講義は事前録画したものをライブで配信し ている．質問対応で教員と Teaching Assistant (TA)は 講義時間帯に待機している．
3.2 SEED2020 で発表された論文
(1) Plewnia らの取り組み[9] 著者らは 2014 年から産業界と共同でソフトウェ アプロジェクトラボを実施している．今年は新型コ ロナウィルス感染症拡大のため，ラボをオンライン で実施することになった．大学が遠隔会議システム を提供し，学生には Web カメラを準備するように指 示した．教員は従来すべての受講生と話をするよう にしていたが，遠隔になったことにより教員サイド からは学生の状況は見えにくくなったと報告してい る．最も大きな障害は学生と産業界との連絡が行い にくかったことであり，ネットワークづくりに支障 を来したと報告している．この論文では解決策の提 示はなされていない． (2) 山田らの取り組み[11] ソフトウェア工学の講義内で実施している個人を 対象とした Web アプリケーション開発における開発 環境の自動構築と，TA による Web アプリケーショ ン開発時のトラブルシューティング支援を効率的に 行うためにアプリケーション実行時のログを収集す るスクリプトの実装とその成果について報告してい る．対面で会うことができていた時には学習者同士 あるいは，学習者と TA の間での教えあい活動が行 われていた．しかしながら遠隔オンライン環境下で はその活動が困難になることを予想してその解決策 として構築したものである． (3) Bringula らの取り組み[3] ソフトウェアプロジェクトを含む科目(36 時間の 講義と 18 時間のラボ)を運営していた 2 名の大学教 員に今回のパンデミックによる教育実施上の課題と それに対する解決策に関するインタビューを行い， グラウンディッドセオリーを適用し 13 の課題(例え ば，学習成果を達成させる，グループを構成するメ ンバーが遠隔で独立に活動をしているその成果の統 合等)とそれに対する解決策を明らかにした．3.3 rePit2021 で発表された論文
(1) 古川らの取り組み[4] 従来講義を対面で行っていたグループによるソフ トウェア開発演習(講義時間外での活動もある)を全 員が遠隔環境下で効果的に遂行するためのコミュニ ケーション環境構築に関する報告である．講義時間 帯はライブで行っており，従来対面で行っていた活 動を，遠隔会議システム(Microsoft Teams)を用いてい かに同様の効果を得られるようにするかの工夫を述 べている．具体的にはグループごとのコミュニケー ションチャネルを作成するというものである．一方 で，グループ活動においてはグループメンバーが離 れ離れになっており，自己認識をいかに向上させる かを問題提起し，そのために振り返りとそれを活用 した進捗確認を実施できる支援システムを開発し， 実適用を行った．従来から GitHub を介した成果物の 作成や教員によるインスペクションと受入テストを行っており，教員対グループに関して完全に遠隔で の学習になったことに対する影響は大きくなかった としている．しかし演習開始当初のツールの使い方 など個人差がでる演習場面で教室のように教えあい ができず，遠隔会議システムのチャネルを占有して しまい，全体の進行を遅らせてしまったことを課題 と認識した．
3.4 Google Scholar で検索した論文
(1) Motogna らの取り組み[7] 授業が対面からオンラインに切り替わって，成績 評価方法がどのように変化したかについて，世界中 の教員にアンケート調査を行った結果を報告してい る． 新型コロナウィルス感染症拡大以前では，プロジ ェクトによる評価が 5 件，試験による評価が 9 件， ラボによる評価が 1 件であった．それに対して，新 型コロナウィルス感染症拡大後では，プロジェクト による評価が 9 件，試験による評価が 7 件，宿題に よる評価が 1 件であった．新型コロナ感染症拡大前 の試験による評価 9 件の内訳は，8 件が教室での筆 記試験で 1 件が教室での口頭試問であった．新型コ ロナウィルス感染症拡大禍での試験による評価 7 件 の内訳は，何らかの監視下でのオンラインライブで の筆記試験 5 件と監視のない筆記試験 2 件であった． 試験による評価は減少し，プロジェクトに関係す る評価が中心になった．評価方法が変わったことに 対する効果は調べていないことを課題として指摘し ている． (2) Zhang らの取り組み[12] 中国とポルトガルによる分散プロジェクトに関す る報告である．従来は同一の国のメンバーは対面で 活動を行っていたが，新型コロナウィルス感染症拡 大により全員が自宅から参画することになった．コ ミュニケーションの重要性(母国語が異なる学生同 士の効果的なコミュニケーション方法，メールや文 書での確認，他者の立場に立つこと等)を強調してい る．4. 考察
前節で紹介した 10 の実践報告から，複数の実践で 問題として指摘された講義実施方法，コミュニケー ションの確立，演習における進捗管理，成績評価(表 1 に要約を示す)について考察する． (1) 講義実施方法について オンラインに移行せざるを得なくなった講義の実 施方法は，実施しながら学生からのフィードバック を受けて改善を図っている事例が複数確認された． それらは事前録画された映像を活用する方法を採用 している．その利点は学生が何度でも見返すことが できることにある．ただ，教員との相互作用も求め ており，結果的に反転学習を取り入れることになっ た事例が複数報告された[2][6]． (2) コミュニケーションの確立 コミュニケーションの確立については，受講生同 士が面識のない状況での遠隔環境下のグループワー クのコミュニケーションの問題と，受講生同士が面 識はあるものの対面で行っていたコミュニケーショ ンをどのように遠隔下で円滑に行わせるかという 2 つの課題認識が見られた．文献[5]はソフトウェア開 発を対象としたグループ演習ではないが，教員がオ ンライン上でグループへの巡回に時間がかかること を問題として認識し，この問題を解決するためにブ レイクポイントを設定し，その時点でグループから 状況を報告させ，その内容から巡回するグループを 優先的に把握するアプリケーションを提案している． (3) 進捗管理について 演習の進捗管理の困難さを指摘する研究が複数あ った[4][9]．グループを構成するメンバーの進捗を把 握することは遠隔講義実施以前から存在していた課 題であるが，それが遠隔講義の実施により，より顕 著に現れたと言える．進捗状況をより正確に把握す るために詳細な報告を求める事例もあるが学習者に 負担を強いる面もある．開発活動やその成果である 成果物から状況把握ができる方法について検討する 必要があると考える． (4) 成績評価について Bringula らは，科目を講義セッションとラボセッ ションから構成している[3]．ラボの評価はプロジェ クトの成果をプレゼンテーションで確認している． それを自分の力で行ったかは発表中に一部を修正さ せるなどして把握することが行われている[6]．一方， 講義において理論や概念を筆記試験で評価を行って いた場合，それをどのようにするかという課題があ る．この部分に対して，Motogna らの調査において も新型コロナウィルス感染拡大後の試験は何らかの 監視下の遠隔環境下でライブでの筆記試験 5 件と監 視のない筆記試験 2 件あったと述べている．これら の具体的方法について言及されておらず，理論や概 念の定着を真正に評価する方法の確立が望まれる．5. おわりに
本稿では新型コロナウィルス感染症拡大下におい てソフトウェア工学教育において，どのような問題 認識のもとでどのような取り組みがなされているの か，文献調査により現状を明らかにすることを目指 した．10 編の文献調査の結果から，講義実施方法， 成績評価，コミュニケーションの確立，演習におけ る進捗管理が主たる課題であることが明らかになっ た．これらの課題についてさらなる検討が求められる事項があることが明らかになった．
今後ともコミュニティでの情報共有と解決策に向 けた活発な議論が行われることを期待したい．
参考文献
[1] W. Bao, COVID-19 and Online Teaching in Higher Education: A Case Study of Peking University,” Human Behavior and Emerging Technologies, Vol. 2, No. 2, pp. 113-115, 2020.
[2] M. Barr, S. W. Nabir, and D. Somerville, Online Delivery of Intensive Software Engineering Education During the COVID-19 Pandemic, Proceedings of the 2020 IEEE 32nd Conference on Software Engineering Education and Training (CSEE&T2020), pp. 1-6, IEEE, 2020.
[3] R. Bringula, S. Geronimo and A. Aviles, Programming Project in an Undergraduate Software Engineering in the New Normal: Challenges and Proposed Solutions, Joint Proceedings of SEED & NLPaSE, CSUR-WS, Vol. 2799, pp. 29-37, 2021, http://ceur-ws.org/Vol-2799/. [4] 古川 貴一, 山田 侑樹, 櫨山 淳雄, COVID-19 パンデミック下でのオンライン遠隔ソフトウェア開 発 PBL の実践報告, 第 7 回 実践的 IT 教育シンポジ ウム (rePiT 2021), pp. 23-30, 日本ソフトウェア科学 会, 2021. [5] 亀沢 佑一, 國田 樹, リモート型チーム活動演 習における教員向けチーム活動状況可視化アプリの 開発, 第 7 回 実践的 IT 教育シンポジウム (rePiT 2021), pp. 89-94, 日本ソフトウェア科学会, 2021. [6] T. Kanij, and J. Grundy, Adapting Teaching of a Software Engineering Service Course Due to COVID-19, Proceedings of the 2020 IEEE 32nd Conference on Software Engineering Education and Training (CSEE&T2020), pp. 1-6, IEEE, 2020.
[7] S. Motogna, A. Marcus, and A. J. Molnar, Adapting to Online Teaching in Software Engineering Courses, Proceedings of the 2nd ACM SIGSOFT International Workshop on Education through Advanced Software Engineering and Artificial Intelligence, pp. 1-6, ACM, 2020.
[8] M. Mues, and F. Howar, Teaching a Project-Based Course at a Safe Distance: An Experience Report, Proceedings of the 2020 IEEE 32nd Conference on Software Engineering Education and Training (CSEE&T2020), pp. 1-6, IEEE, 2020.
[9] C. Plewnia, A. Steffens, N. Wild and H. Lichter, A lightweight collaborative approach for teaching software project labs with industry partners, Joint Proceedings of SEED & NLPaSE, CSUR-WS, Vol. 2799, pp. 1-8, 2021, http://ceur-ws.org/Vol-2799/.
[10] P. Schmiedmayer, L. M. Reimer, M. Jovanović, D. Henze, and S. Jonas, Transitioning to a Large-Scale Distributed Programming Course, Proceedings of the 2020 IEEE 32nd Conference on Software Engineering Education and Training (CSEE&T2020), pp. 1-6, IEEE,
2020.
[11] Y. Yamada, K. Furukawa, and A. Hazeyama, Conducting a Fully Online Education of a Software Engineering Course with a Web Application Development Component due to the COVID-19 Pandemic and its Evaluation, Joint Proceedings of SEED & NLPaSE, CSUR-WS, Vol. 2799, pp. 20-28, http://ceur-ws.org/Vol-2799/.
[12] R. Zhang, P. Mestre, C. Serodio, M. Prada, and G. A. O. Wenjuan, Web-based Teamwork: Distributed Software Development Course under Covid-19. Proceedings of the 2020 15th International Conference on Computer Science & Education (ICCSE2020), pp. 45-50, IEEE, 2020.
[13] 32nd IEEE International Conference on Software Engineering Education & Training (CSEE&T2020), https://ase.in.tum.de/cseet2020/.
[14] Third Software Engineering Education Workshop (SEED2020): Teaching Software Engineering in the New Normal, https://sites.google.com/view/seed-workshop/. [15] 第 7 回実践的 IT 教育シンポジウム rePiT2021, https://sites.google.com/site/sigrepit/repit2021?authuser= 0
表 1： 研究動向のまとめ 文献 授業実施形態 オ ン ラ イ ン 移行 に よ る 課題認識 解決策 結果 Barr, et al. グループも含 む 学生の意欲低下 時間を短くした映像による オンデマンド講義．反転学 習 従来の授業の微調整によ り対応できた．パンデミ ック対応の新たな授業モ デルの提案には至ってい ない Kanij and Grundy ラ イ ブ 講 義 は最 適 な 選 択ではないという認識 8 項目(連絡の徹底，授業実 施方法，成績評価等)のガイ ドライン 学生からのフィードバッ クに従い改善を行い，う まくいった．反転授業モ デルに至った Mues and Howar グループ グ ル ー プ メ ンバ ー の コ ミ ュ ニ ケ ー ショ ン の 確 立 インタビューをしてお互い を知る活動を導入 脱落が少なく良好な結果 を得た．学生は遠隔授業 を好む Schmiedmayer, et al. 10 日間の集中 講義 講 義 提 供 方 式と 学 生 支 援 事前録画した講義をライブ で配信(質問対応のため教 員/TA が配信中待機)．セッ ションごとに Zoom のチャ ネルを準備．受講生はチャ ネルのすべての対話を読ん でそこに同一の質問内容が なければ質問が可能 フィードバックの自動化 の割合を高めたい(剽窃検 出，自動テスト等の導入) Plewnia, et al. 産業界とのコ ラボレーショ ン 学 生 の 進 捗 状況 が 見 え にくい．従来，教員は積 極 的 に 学 生 と対 話 を 行 ったが，遠隔だと困難で あった 学生と産業界の連絡が取 りづらい
Yamada, et al. 個人の Web ア プリケーショ ン開発 開 発 環 境 構 築と 開 発 時 の 問 題 解 決 支援 に 困 難 を予想 環境構築自動構築スクリプ トの開発と適用．ログの収 集による問題解決支援の効 率化 開発環境の自動構築に成 功．問題解決支援に関し て学生は同期型による音 声対話と Teams の画面共 有を好んだ(TA には負担) Bringula, et al. グループ 遠 隔 講 義 に 関す る 課 題 の抽出と対応策の検討 13 の課題とそれへの解決策 の提示 教員の工夫で解決策を実 践できた．学生からの評 価は今後の課題．通信障 害に課題を残す Motogna, et al. 遠 隔 講 義 移 行に よ る 成 績評価方法の調査 試験は減少．プロジェク トが増加 Zhang, et al. グループ．国 際共同(ポルト ガルと中国)開 発演習 同 一 国 の 学 生も そ れ ぞ れ の 自 宅 か らの 活 動 に なり，完全に遠隔になっ た コミュニケーションの重 要性を認識 古川ら グループ 遠隔での PBL 実施にお い て 対 面 で 行っ て い た コ ミ ュ ニ ケ ーシ ョ ン 手 段 の 確 立 ， 振り 返 り 支 援，進捗確認 Teams 上 の 機 能 の 有 効 活 用．振り返り支援システム の提供 コミュニケーションに大 きな問題は発生していな い．順調に実践ができて いる
