オープンソース（Knoppix）をベースとした情報教育とプログラミング教育野村松信, 秋田公立美術工芸短期大学 ● Education of the information literacy and computer programming based on Open Source system (Knoppix system) 図1 学内情報システム概要 We were utilizing Open Source system( the Knoppix system ) for the education of computer, ２. 背景 2005-2008. And we are now utilizing the new 2005年度の教育用情報システム更新時において， Knoppix system, using NetBoot system, 2009- 新入生の自宅でのパソコンの普及状況（図２）及び 2013. In this paper, I introduce the education 高等学校における普通教科「情報」の導入に伴う新 system of the information literacy and the 入生の情報関連知識の向上を考慮し，一般情報教育 computer programming for the students of junior システム環境を整備することとした．また，現在の college of arts 教育用パソコンの基本ソフト（OS）が，特定のメーカーに依存していることによる弊害の問題解決の一つとして”オープンソースウェア”の利用がある．国国のいくつかの教育機関等でも導入されているオ１. はじめにープンソースのKnoppixを導入し，美術系短大の情本学は，工芸美術学科と産業デザイン学科の二学科報教育・プログラミング教育に必要なアプリケーシで構成され，全学生数が約340名の小規模の芸術系ョンソフトを整備しながら，本学の学生にとって使短期大学である．[1] いやすい教育システムに改良した．さらに，今年度本学の情報システムは， 4年又は5年のリース物件（ 2009年度）のシステム更新では，これまでの調であり，基幹ネットワークシステムをベースに教育査研究から判明した課題・改善点を反映し，教育情研究支援，学務，図書，一般情報教育，デザイン専報システムをさらに使いやすいものに改善すること門教育の各システムから構成されている（図１）．を目的とした． [2] 本研究は，芸術系短期大学において，2005年度か 100% ら一般情報教育用に導入した情報教育システム（ Knoppix ）を用いた情報教育およびプログラミ 80% ング教育の事例紹介である． 60% 40% Mac Win Knoppix 20% Win Win Mac 0% 一般情報システム図書システム学務システム教育研究支援デザイン専門教育 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 ??? 図2 自宅PCの所有率の変化３. システム概要 3-1. LinuxとKnoppix(クノーピクス) Linuxは， 1991年に当時フィンランドの大学生だっ基幹情報ネットワークシステムたLinus Torvalds氏が開発したOSのカーネルである．そのソースを無償で公開し，「無償利用が可 Mac.: Macintosh / Win.: Windows 能」，「再配布が可能」，「自由に改変が可能」で野村松信 | オ"ｰプンソ"ｰ（Knoppix）をベ"ｰスとした情報教育とプログラミング教育 107 あり，誰でも自由に扱えるが特徴である． 3-2. デュアルブートシステム Linuxは，カーネル部分のみであり，パソコンの起 2005年から2008年のシステムでは， Knoppixのみ動機能やユーザとのインターフェイスについては別を採用した．しかし，これまでの4年間のアンケー途プログラムが必要である． Linuxカーネルとそれト結果，学生の要望が大きいWindowsシステムの以外に必要なプログラムを用意し，ユーザがLinux 導入について検討し，今年度の更新では，学生にとを簡単に利用できようにパッケージしたものがって，すでに入学以前に経験のある Windowsシス「 Linuxディストリビューション」である．現在，テムも導入しながら， Linux(Knoppix)をメインOS 主なディストリビとしたデュアルブートシステムを導入した．学生は，ューションとして下記のような種類がある（表１）．パソコンに電源投入直後に，希望するOSを自由に選択可能である．表１今回導入した新Knoppixは，ネットブート方式を採主なLinuxディストリビューショの種類名称関連URL Knoppix www.knoppix.net/ Berry Linux yui.mine.nu/linux/berry.html Ubuntu www.ubuntu.com/ OS名起動方式 Red Hat Enterprise www.jp.rehat.com Knoppix 5.3.1 ネットブート方式主 Windows Vista HDDブート方式副用し， Windowsは， HDDブート方式を採用した（表２）．表2 各システムの起動方式 Linux 主/副 Fedore Core Fedora.redhat.com ネットブート方式は，イメージキャッシュによりネ Debian GNU/Linux www.debian.org/ ットワーク障害時でも安定運用を可能とし，また， SUSE www.novell.co.jp/ マルチキャスト配信により複数パソコンの同時起動時における起動時間を短縮した． Linux,openSUSE Turbolinux www.turbolinux.co.jp 従来のKnoppixは， CD-ROMイメージをHDDに常 Miracle Linux www.miraclelinux.com 駐させ，個人設定ファイルは，個人管理のUSBメ Gentoo Linux www.gentoo.org/ モリに保存し，携帯する方法を採用していた．しか Mandriva Linux www.mandriva.com/ja/ し， USBメモリを忘れる学生数も少なく無く，授 Vine Linux Vinelinux.org/ 業に支障をきたすケースもあり，システム上必要な Slackware Linux www.slackware.com 個人設定ファイルは，学内サーバー上に保存するように変更した．また，全学生へのCD-ROM配布は廃止した．ドイツのKnopper氏がDebian GNU/Linuxパッケー Windowsシステム（Windows Vista Business）は，ジを元に開発したCD-ROM１枚のみで起動可能な HDDに常駐する方式であるが，ウイルス対策や管システムで，初期設定ファイルが破壊される心配が理上の利便性を考慮し，起動時にPC上のデータは，無く，管理者のメンテナンスが不要なシステムであすべて初期化する方式とした．個人のデータは，る．また，ハードウェアの検出能力に優れており， USBメモリ，またはファイルサーバ上に保存するこ自動的にネットワーク設定が行われ，多くのフリーウェアのアプリケーションソフトが利用可能である．ととした（図3）． [3] 커뮤니케이션디자인학 연구 제 29 호 (2009.02) 108 フト（AutoCAD/Rhinocerosシリーズ）は，有償ソフトを5セットのみの導入した．学生画面監視用ソフトは，授業で利用するOSが Knoppixであること，および予算上の都合から Linux向けのソフトウェアLycaonを導入した． Lycaonは，教員のパソコンから全学生のパソコンを閲覧・操作が可能であり，各学生の作業の進捗状況の管理可能となるソフトウェアである．図3 新システムの概要今回導入した主なアプリケーションの一覧を表4に示す． 3-3. ハードウェア表4 導入アプリケーション一覧教員用（2台）と学生用（80台）のパソコンは，安概要ソフト名定運用することを目的に主メモリを4GBに増設した．オフィスソフト周辺機器として，学生個人ごとの利用状況を管理できる白黒レーザプリンター（4台），パソコン2台あ Knoppix Windows OpenOffice.org ○ ○ Webブラウザ Firefox ○ ○ PDF表示 Adobe Reader ○ ○ ○ ○ たり1台のセンターモニター，イメージスキャナ（2 Adobe Flash Flashプラグイン台），プロジェクター装置（2台），マイクアンプ Player 装置（1セット）を配置した．なお，学生用パソコ統合開発環境 Eclipse ○ ○ ンの主な仕様は，表3のとおりである． Java Sun-java6 ○ ○ Gimp ○ ○ 表3 ハードウェア仕様（学生用PC）フォトレタッチソフ機種名 FMV-D5270 トメーカ名富士通ドロー系描画ソフト Inkscape ○ ○ CPU Intel Core 2 Duo E8400 3GHz ドロー系描画ソフト Xara Xtreame ○ - メモリ 4GB FTPソフト gFtp ○ - HDD 80GB FTPソフト FFFTP - ○ プログラミング環境 Squeak ○ ○ 学生画面監視 Lycaon ○ - ○ - - ○5台 - ○5台 - ○5台 3-4. 主な導入アプリケーションソフト一般情報教育および自主学習で利用するアプリケー Sophos Anti- ションソフトウェアとして，Knoppix版，Windows アンチウィルス版ともに主にオープンソースのアプリケーションソ Virus for Linux フトを中心に導入した．情報教育用としてオフィス MS- 系ソフトにはOpenOfficeを，プログラミング教育オフィスソフトる総合開発環境のEclipseを導入した．画像処理 3DCG/CAD Office2007 用としてSqueakおよび一般でも良く利用されてい AutoCAD 2009 Rhinoceros/ （フォトレタッチ系）ソフトとして， Gimpを導入 3DCG/CAD した． Flamingo/ Penguin/Bongo ただし，専門教育で必要となった３DCG/CAD系ソ野村松信 | オ"ｰプンソ"ｰ（Knoppix）をベ"ｰスとした情報教育とプログラミング教育 109 3-5. コンピュータ教室一般教育用コンピュータ室が2教室あり（写真１），る． ①「生活と情報」：情報化社会を生活者から立場か今年度からは，コンピュータ室１を講義専用教室とら理解し，「くらし」におけるコミュニケーションし，コンピュータ室２を演習・自習教室とした．の意味，また，メディアが私たちの生活に与える影また，講義専用のコンピュータ室１には，マイクシ響を学ぶ．成果物としてプレゼンテーションを実施ステムを導入し，授業改善を図った．する． ② 「情報数学入門」：情報処理技術・ CGソフト等の基礎的な原理となっている論理数学，線形代数（ベクトル・行列）を学ぶ． ③「情報デザイン入門」：様々なものを一度情報として捕らえ，視覚化することを学び，様々な情報をコミュニケーションの道具にする際に必要となるデザイン手法を習得する．写真1 コンピュータ教室 4-3. 情報教育システムの評価結果４. 情報教育過去４年間，新入生を対象に高等学校までの情報教 4-1. 必修科目「情報リテラシー」育等に関するアンケートを実施している．本学の新本学の学内情報システムを利用し，学生生活を送る入生が，入学前までに経験しているOSは， 80%以上で必要な基本的な情報スキルを身に付ける．さら上がWindowsである（図4）．ほとんどの学生は，に，クリエータとして，情報収集・情報発信に必要入学後に初めてKnoppixを操作する．な技術を身に付ける目的で，必修科目「情報リテラ 200 シー」を開講している．主な内容は，下記のとおり 154 である．（< >内の数字は，コマ数を示す．） 150 ①学内情報システムに関するガイダンス <2> ? 137 97 100 ②オフィスソフトの基本操作<3> 80 50 ③著作権・情報倫理・情報セキュリティの基礎 32 28 8 12 <3> 2 1 2 0 0 Windows ④情報・ネットワーク・情報機器の基礎<4> 2006?? 푸푸類 Mac 2007?? 2008?? 2009?? ⑤情報検索の基礎<1> 図4 入学以前に経験済みOS ⑥画像ファイル・画像処理の基礎<1> 入学以前まで，操作したことが無いOSを情報教育 ⑦筆記試験<1> に使用することは，特に，工学系でない芸術系学生にとって敷居が高く，課題となるのでは考えた． 4-2. その他の関連科目そこで，入学直後のKnoppixを使用した印象と約3 “情報”，“情報システム”および“情報のデザヶ月経過後の印象について調査した（図5 ，図6 ）．イン”の理解を深める目的で，１年後期・２年前期において，選択科目として下記の科目を開講してい 커뮤니케이션디자인학 연구 제 29 호 (2009.02) 110 表現）」として利用する場合の二通りと考える（図７）. ：２００６年：２００７年：２００８年現在の芸術系学生のコンピュータ教育は，コンピュ _ ータ操作を中心した「ツール（道具）」利用のため 100 の教育が中心となっている．しかし，私は，コンピ 75 約41％ 70 68 ュータを新しい素材として捉えるための教育として， 65 プログラミング教育が必要と考えた． 54 50 41 44 コンピュータ 25 25 18 17 15 13 14 2 5 7 0 1 2 3 困難← 4 5 ふつう →簡単ツール新しい素材（道具）（新しい造形表現）図5 Knoppixの第一印象図7 コンピュータの利用目的その結果，入学直後は，約41％は難しいと感じたが，3ヶ月後には，約19％に減少することがわかっ「ツール（道具）」としての利用は，従来，手作業た．これによりKnoppixによる情報教育は，芸術系で可能な作業（表現）をより正確に，かつ効率良く学生にとっても大きな弊害とならないと判断した．実行する為である．一方，「新しい素材（新しい造形表現）」としての利用は，これまで手作業では表 _ 現できなかった造形表現を可能とする試みである． 100 例えば，作品（作 84 74 76 75 者）と鑑賞者間のインタラクティブな表現方法であ約19% 50 る． 44 25 25 33 29 コンピュータを「新しい造形表現」の素材として扱 25 20 9 6 4 3 うためには，コンピュータ（情報）に対する正しい 13 12 理解と知識・技術が必要であり，その一つが，「プ 0 1 困難← 2 3 4 ふつう 5 ログラミング」技術である．本学では，現在，教育用のプログラミング言語として →簡単， Java言語と Squeak Toys（タイル・プログラミング）を採用し図6 Knoppixの3ヶ月利用後の印象ている．５. プログラミング教育 5-2. 本学のプログラミング教育 5-1. 芸術系学生にとってのコンピュータ本学では，１年後期・２年前期に，専門科目「プロ芸術系学生（クリエータ）にとって，コンピュータグラミング入門」，「プログラミング演習」および（パソコン）を利用する目的は，「ツール（道「 CGプログラミング」を選択科目として開講して具）」として利用する，「新しい素材（新しい造形いる．野村松信 | オ"ｰプンソ"ｰ（Knoppix）をベ"ｰスとした情報教育とプログラミング教育 111 「プログラミング入門」，「プログラミング演習」では，Java言語の基本文法およびオプジェクト指向プログラミングの基礎知識を学び，数多くの小規模の例題（サンプルプログラム）を実行しながら，プログラミング技術を習得する．内容は，リテラル／変数／演算子／分岐処理／繰返し処理／配列／クラスの基本／メソッド／オブジェクト／等である．また， Webブラウザで動くアプレットについても紹介し，グラフィカルなプログラム，インタラクティブなプログラムの作成方法を習図9 学生作品2 得する．「 CGプログラミング」では， SqueakToys環境を利用し，タイル・プログラミングの手法を用い，自図10の作品は，イベント処理を理解する目的の課由な発想によるインタラクティブな作品の制作手法題の作品である．ユーザのマウスの動作，マウスポを習得する．なお，SqueakToysに関する詳細は，インタの座標値の違いにより，描写する図形の位置参考文献等[4]に示すとおりである．と色が変化する作品である．ポインタ座標と描画色情報の関連性により，表現が変化する作品である． 5-3. 学生作品の紹介（ソースリストは，添付資料として掲載した．）「プログラミング入門」，「プログラミング演習」で作成したJavaを用いた学生作品を紹介する．図8 学生作品１図10 学生作品3 図8と図９の作品は，繰り返し処理と図形オブジェクトを利用した作品である．図形の描画は６. まとめ， JavaAppletクラスを利用した．（ソースリストは，本研究では，一般教育用情報システムとして導入事添付資料として掲載した．）例の少ないLinuxディストリビューションの一つであるKnoppixシステムの導入事例について紹介した．工学系の専門教育での実績が多いオープンソース 커뮤니케이션디자인학 연구 제 29 호 (2009.02) 112 （Linux ）システムを芸術系短期大学の学生が利用８．参考文献等することの課題等を確認しながら，将来，初等・中 [1]http://www.amcac.ac.jp/ 等教育においてもオープンソース（Linux ）システ [2]野村松信：芸術系短大におけるKnoppixを用いムの利用が可能性が確認できた．オープンソースのた情報教育，第24回ファジィシステムシンポジ特徴を生かし，教育過程のレベルに合わせ，使いやウム講演論文集，pp.248-250,2008 すいメニュー構成とし，また情報教育教室の環境整 [3]http://www.rcis.aist.go.jp/project/knoppix/ 備することで，使いやすい教育システムを構築でき [4]http://squeakland.jp/ ることがわかった． [5]http://art-science.org/ 本学の新入生が，入学前までに経験しているOSは， 80%以上がWindowsである．ほとんどの学生は，入学後に初めてKnoppixに触れるが，調査の結果， OSの違いによる教育上の問題が無いことがわかり，今後もシステム更新時にも，継続してオープンソース（Linux ）システムを採用する方針とした．また，現在の過渡的な状況を考慮し，今年度のシステム更新においては，学生の要望も反映しながら， Windowシステムとのデュアルブートシステムを導入し，より利用しやすい情報教育環境を構築した．７.課題と今後の計画近年，芸術と科学の融合領域を対象とする芸術科学の分野の研究活動も活発になっており，新しいメディアによる表現方法の芸術作品が発表されている． [5] しかし，現在，本学においては，プログラミング教育とデザイン専門教育との連携については，まだ不十分であると考える．また，今後の高等学校における情報教育の充実や社会の情報基盤の進展も考慮し，次期教育情報システムの導入について下記のような課題の検討を進めていく計画である． ①高等学校における情報教育の進展に併せて，今後も芸術系学生に必要な情報教育・プログラミング教育のカリキュラムの整備をする． ②運用管理コストの安価な教育用情報システムを安全かつ安定した使いやすい教育用システムとして構築のための調査研究を進める．野村松信 | オ"ｰプンソ"ｰ（Knoppix）をベ"ｰスとした情報教育とプログラミング教育 113