校内ネットワークとは？教育ICTを支える通信インフラの実現

テクノロジーは日々進化し、社会は目まぐるしい速さで変わり続けています。このような時代にあって、学校教育も変革の時を迎えています。例えば、GIGAスクール構想を背景とした、児童・生徒一人ひとりが端末と、クラウドを活用などです。

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そして、この変革を成功させる重要なポイントとして、校内ネットワークの整備があります。それは単に技術的なインフラの導入以上の意味を持っています。学校の情報化、教育の情報化を推進するための基盤として、校内ネットワークは児童・生徒の一人ひとりに情報教育を進めるうえでのきわめて重要な役割を果たします。

この記事では、校内ネットワークの概要、導入のメリット、構築時の注意点・ポイントについて詳しく解説していきます。

校内ネットワークとは

情報技術を駆使した教育が注目されるなか、学校内の通信ネットワークの重要性がますます高まっています。

学校での情報化を支える「校内ネットワーク」と、それを一気に推進させた「GIGAスクール構想」について触れます。

校内ネットワーク（校内LAN）の定義

校内ネットワーク、あるいは校内LANとは、学校内の様々な端末やコンピュータを繋げる通信ネットワークのことです。これがあるからこそ、教員は指導案や教材をスムーズに共有することができ、生徒は学習成果の保存や発表、さらには校外との情報交流が可能となります。無線LAN技術を取り入れることで、学校内のどこからでもアクセスが可能となり、情報の取得や共有が格段に進みます。また、校内LANを教育委員会や自治体で集約したシステムを通じて外部ネットワークと繋ぐことで、タイムリーに情報を取得できるようになり、加えて高度なセキュリティを確保することも可能になります。

校内ネットワークの導入により、より魅力的な授業が実現されるだけでなく、生徒たちが情報を主体的に取り入れ、新しい知識を積極的に獲得する機会が増えることとなります。

GIGAスクール構想による進化

近年の社会の変化を受け、文部科学省は「GIGAスクール構想」という教育改革を提唱しています。児童・生徒全員がパソコンやタブレットなどのICT端末を日常的に使用することを前提とし、教育の質と効果を向上させるための取り組みです。新型コロナウイルスの影響で、オンライン授業の重要性が一層明確になった今、この構想は急ピッチで進行しています。端末の配布、高速な校内LANの整備、そしてクラウドを活用した情報共有システムの推進により、2021年には小中学校のほとんどでこれらの環境が整備されました。

また、教職員にとっても、GIGAスクール構想の恩恵は大きいものです。テストの採点、授業の準備、各種事務作業などがデジタル化されることで、これらの作業の効率化が図られるだけでなく、授業の準備や指導方針の検討など、より重要な業務に専念できるようになります。

校内ネットワークの導入とGIGAスクール構想の推進は、現代の教育環境を革新する大きなステップであり、これによって情報化時代における新しい学習スタイルが生まれています。学校教育が、一人ひとりの生徒に合わせた柔軟で効果的なものとなるための重要なキーと言えるでしょう。

校内ネットワークの役割

今や、教育において校内ネットワークは欠かせない存在となっています。校内の情報共有から、生徒とのコミュニケーション、さらにはグローバルな情報アクセスに至るまで、その役割は多岐にわたります。

ICT教育を支える

校内ネットワークの整備によって、各教室からインターネットにアクセスできるようになり、生徒は世界中の人々と意見交換が可能となります。このような環境は学習の質を高め、学習成果の発信を通じて、新たな学びや交流が生まれる可能性が広がります。教員も、校内LAN（特に無線LAN）の導入により、教室間の移動が自由となり、さらに体育館や屋外でも授業が行えるようになりました。また、インターネット上の情報や校内サーバに保存されたオリジナル教材を共有し、授業の質を向上させることが可能となります。

校務の効率化

校内ネットワークの導入は、校務を迅速かつ効率的に行うための基盤となります。教職員間での連絡や文書の共有が容易になり、業務プロセスがスムーズに進行します。特に、統合型校務支援システムの導入は、校務に関する様々な業務を一元的に管理するための決め手となります。このシステムは、教務や保健、学籍、学校事務などを一つのプラットフォームで統合的に扱うことができ、情報の一元管理と共有が実現されます。煩雑であった業務の負担を軽減し、円滑な学校運営に大きく寄与します。

デジタル時代の学校運営と教育には、校内ネットワークが欠かせない役割を果たしています。ICT教育の推進により生徒たちの学びの質や幅が広がり、一方で校務の効率化により、教職員の業務負担が軽減されます。

校内ネットワークの構成

校内ネットワークの構成について見ていきます。

学習系ネットワーク

学習系ネットワークは、児童生徒や教員が授業や学習目的で利用するネットワークです。このネットワークの主な目的は、学習活動をサポートする情報へのアクセスです。普通教室や特別教室でタブレットPCなどのデバイスを活用して、デジタル教科書や教材、学習支援システムを利用するなどです。ここでは、バースト的な通信、たとえば動画教材のストリーミングや大量のデータのアップロード・ダウンロードが発生する場面でも、学習の進行を妨げない安定したネットワークが求められます。このため、学習系ネットワークは、大量のデータをスムーズに取り扱える高い帯域幅を持つことが必要となります。

校務系ネットワーク

校務系ネットワークは、学校や学級の管理運営をサポートするためのネットワークです。児童生徒の成績、出欠席情報、健康診断結果、指導要録、教員の個人情報など、学校の重要な情報資産を安全に管理・運用するための基盤となります。このネットワークは、児童生徒がアクセスすべきではない情報を取り扱うため、高度なセキュリティが要求されます。例えば、教員専用の端末やセキュアなサーバが配置され、適切なアクセス権が設定されることで、情報の漏洩や不正アクセスを防ぐ取り組みが行われます。

事務系・行政系ネットワーク

事務系・行政系ネットワークは、学校の日常の事務作業や自治体との連携を担うネットワークです。自治体ネットワークに接続し、予算の調整、支払い処理、各種報告書の提出など、学校運営に関わる多くの事務的な業務を効率よく行うための基盤となります。行政系のシステムは、学校外部との接続が必要となるため、セキュリティ対策が非常に重要となります。情報の漏洩防止や外部からの不正アクセスのブロックなど、厳格なセキュリティポリシーが求められるエリアと言えるでしょう。

学校のデジタル環境は、学習、校務、事務・行政の3つの主要な領域に分けて構築されています。それぞれのネットワークは、特定の目的と要求を持ち、それに応じた設計と運用が求められます。これらのネットワークを適切に整備・運用することで、学校の教育活動や運営を効果的にサポートすることができるのです。

校内ネットワーク構築のポイント

ここまでも、繰返し述べてきたように、校内ネットワークは現代教育を行うのに不可欠です。当然「ただ、ネットワーク通信ができれば良い」とはならず、品質、セキュリティ、そして運用の効率性にも注意を払う必要があります。

授業を止めないための通信品質

今後の教育現場では、インターネットの接続やクラウドサービスの利用が日常的に行われます。このような環境で円滑な授業を行うためには、通信の品質確保が不可欠です。

児童や生徒が同時にインターネットに接続する際の帯域の確保は必須です。設計段階では、理論値だけでなく、実際の運用を想定した評価を行います。平日の授業時間中の帯域の使用状況や、授業開始時の短時間の大量接続を予測し、評価項目を設定しましょう。また、通信品質に関するサービス水準合意（SLA) が回線契約に含まれていない場合、通信の質が下がるリスクがあります。そのため、運用開始後も通信品質の定期評価と見直しを実施することが推奨されます。

学校内の無線LANの品質も、授業を円滑に進めるための鍵となります。学内の通信干渉を避け、確実な接続を保持するためには、各アクセスポイントの同時接続数や移動時のネットワーク切断を防ぐ評価が必要です。日本国内での無線LANの主要な周波数帯は2.4GHzと5GHzですが、各周波数帯の特性と学校の建物の構造を考慮した設計が求められます。

ネットワークとの接続も、授業や校務の効率化のために考慮しなければならないポイントです。平日の特定の時間帯や授業開始時のネットワーク負荷を想定し、評価項目を設定することが大切です。オンプレミスのサーバを利用する場合、受け手側の通信環境の選定も必須です。

忘れてはならないのが、ネットワークの冗長化です。これは障害発生時の通信継続を保証するために極めて重要です。集約ポイントの機器を複数台設置し、通常時や障害時のトラフィックの流れを適切に設計することで、安定した通信環境を実現することが可能です。機器に障害が生じた場合でも、迅速な経路の切り替えや情報の引き継ぎが行えるよう、管理や運用の面からも最適な設計を考慮する必要があります。

生徒を守るセキュリティ

生徒たちが安心して学習できる環境を提供するため、セキュリティの強化が求められます。

無線LANの利用が増える中、その接続のセキュリティを確保するために、クライアント証明書の使用が推奨されています。

近年、多様なIT端末やサービスが教育現場に導入される中、セキュリティの原則として「信頼しない」スタンスが採用されています。これは「ゼロトラスト」と呼ばれ、学校内外の通信を一律に信用せず、必要な認証や条件を満たす場合のみアクセスを許可するという方針を示しています。特に、アイデンティティ認識型プロキシ（IAP）のような技術を用いることで、校務系情報へのアクセス制御が事前に設定され、教職員や生徒が条件を満たした場合にのみ情報へのアクセスが許可されます。このような技術は、校務系サーバがクラウドに移行する際にも活用できるため、新たなネットワークの構築や移行の際にはその適用を検討すべきでしょう。

ネットワーク分離を活用した境界防御型の対策も重要です。児童や生徒の情報を持つ校務系システムと、一般の学習系システムの間に物理的または論理的な分離を設けることで、不正アクセスのリスクを軽減します。特に、校外からのアクセスが考慮される場合、VPNのような技術を用いることが求められますが、セキュリティの実装が複雑化するため、細心の注意が必要です。ネットワークが分離されている場合でも、ウイルス感染のリスクを避けるための無害化通信の採用や、特定のファイルの取り込みにおける無害化機器の使用など、さまざまな対策が考えられます。

教育現場でのセキュリティは、生徒の安全を守るための不可欠な要素です。最新の技術や手法を取り入れることで、安心して学習活動を進めることができる環境を提供しましょう。

環境維持・運用の効率化

教育機関における情報システムやネットワークの適切な管理が不足していると、その脆弱性が悪用されるリスクが高まります。サイバー攻撃や情報漏洩、改ざんといった被害は、学校の教育活動や信頼性を損なう大きなリスクとなりえます。ログの一貫した管理、システムの変更履歴の記録、定期的なバックアップの取得などの技術的なセキュリティ対策を実施することが不可欠です。特に、無許可のソフトウェアや機器の導入を防ぐことで、外部からの脅威だけでなく、内部からのリスクも最小限に抑えられます。

アクセス制御を強化したシステム構成を採用する場合、教職員が利用する端末での情報資産の適切な管理が一段と重要になります。これにより、情報の取り扱いやアクセスの管理が厳格になり、結果的にシステム全体のセキュリティが向上するでしょう。

また、教室の将来の利用方法や形態は、教育環境の変化や技術革新により大きく変わる可能性があります。このような未来の変化を見越し、変化が生じた場合でも校内ネットワークを円滑に利用できるような柔軟性を持ったネットワークの設計・構築が求められます。特に、教室の変更後もネットワークをスムーズに利用できるような設計は、再構築の手間やコストを削減するだけでなく、教育活動の中断を防ぐ重要な要素となります。

校内ネットワークの構築は、現代の教育における必須の要件になりました。授業をスムーズに進めるための通信品質の確保、生徒と教職員の情報を守るための強固なセキュリティ、そして長期的な運用を視野に入れた環境維持の効率化は、校内ネットワークを成功させるための3つの柱です。これらのポイントをしっかりと踏まえ、教育現場に最適なネットワーク環境を整えることで、児童・生徒が安心して学ぶことのできる環境が実現できるのです。

まとめ

校内ネットワークは、現代の教育のライフラインとも言える存在になっています。様々なデバイスやシステムを繋ぎ、情報のやりとりを円滑にする役割を果たしています。GIGAスクール構想の推進と共に、このネットワークはさらに進化し、児童・生徒の手元に最新のICT機器を届ける中心的役割を担います。

校内ネットワークが果たす役割は多岐にわたります。教育面では、ICT教育の普及と活用をサポートし、デジタル時代の児童・生徒の学習を支援します。校務や行政の面では、各種の業務を効率化し、スムーズな運営を支えています。学習系ネットワークでのデジタル教材へのアクセス、校務系ネットワークでの学校情報の管理、そして事務系・行政系ネットワークでの学校運営に関する業務を担います。

校内ネットワークを構築・運用する際のポイントも重要です。授業の進行を妨げないための通信品質の確保、児童・生徒のプライバシーとセキュリティを守る対策、そして長期的な運用やメンテナンスを考慮した環境維持の効率化が求められます。

校内ネットワークは教育の質と効率を高めるための不可欠な存在となっています。その構築と運用には、技術的な知識だけでなく、教育現場のニーズや安全性への配慮が欠かせません。このバランスを取ることで、デジタル時代の学校教育がさらに発展することでしょう。

備考・補足

統合型校務支援システム

統合型校務支援システムは、教務、保健、学籍、学校事務などの各種業務を一元的に管理・実施するためのシステムです。具体的には、成績処理、出欠管理、時数管理、健康診断票の管理、保健室来室管理、指導要録の取り扱いなどの多岐にわたる機能を統合しています。さらに、グループウェアの活用を通じての情報共有もサポートしており、これによって「校務」と称される業務全般をサポートします。このシステムは、学校の運営を効率的に支えるための情報基盤としての役割を果たしています。しかし、平成29年3月1日の整備率は学校全体の約半数程度にとどまっており、今後の整備の促進が課題になっています。

統合型校務支援システムの導入には多くのメリットがあります。

• 児童生徒に関連する効果
  システム内での児童生徒の情報の電子化と共有により、学校全体での細かい学習指導や生活指導が可能となります。これにより、学習指導の質や生活指導の質が向上します。
• 教職員に関連する効果
  システムの利用により、教職員間のコミュニケーションが向上し、日常的な事務業務が効率化されます。さらに、業務の精度やスピードの向上、平準化が進むことで、業務の負担が軽減されるとともに、セキュリティも向上します。
• 保護者に関連する効果
  統合型校務支援システムの導入は、保護者や近隣住民などの外部とのコミュニケーションの質も向上させます。具体的には、通知表の内容が充実することや、外部との対応がさらに充実するなどの効果が期待されます。

このように、統合型校務支援システムは学校運営の効率化や質の向上に寄与する有効なツールであり、導入することで多くのメリットがあります。