大久保梨思子 - ipa.go.jp2017. 年11月30日. 大久保梨思子. 研究開発部門第三研究ユニット. 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 (jaxa) 第

2017年11月30日

大久保梨思子研究開発部門第三研究ユニット

国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構(JAXA)

第15回クリティカルソフトウェアワークショップ（15th WOCS2）

15th WOCS2 Copyright 2017 JAXA

基礎教育e-learning

ソフトウェアIV&Vの基礎

システム分析とプランニングの

基礎

初級教育

ストラテジプランナA

中級教育

リスク検知シリーズ

ストラテジプランナB

上級教育

リーダーシッププログラム

問い合わせ先：[email protected]トレーニングの構成は今後変更になる可能性があります。

mailto:[email protected]

技術者を育てるのは難しい


SE技術者が

• ソフトウェアエンジニアリング（SE）が関わるビジネスの教育で一般的に言われる課題とIV&V教育開発でとったアプローチ

• 課題に対して、2014頃～2017年でJAXAが経験した「上手くいかなかったこと」「上手くいったこと」

本発表で共有したいこと

Teaching；答えを与える指導方法。指導者が中心。

Coaching；対話によって目標達成を支援するコミュニケーションテクニック（広義の指導方法）。コーチを受ける人が中心。


出典： https://biz-shinri.com/coaching-teaching-3108

IV&Vトレーニングで提供する教育の主眼

出典：Wikipedia


stackoverflow, developer survey result 2017.

就労後の教育として、

91.1%の技術者が独学を実施 46.6%の技術者がOJTを受ける 44.1%の技術者がオンラインコース

を受講

【特色】他者から教育を受けていたとしても、独学が技術向上のための主な手段

→SE技術者は勉強熱心な生徒だが、教え下手の可能性？！


【特色（当たり前？）】ジェネリックな知識体系等は大変充実

→自分達のビジネスのことは書いていない。既存の知識体系を使いこなしつつ、教育することは自身で定

めるしかない。

Need to identify the abilities, such as skills, which the engineers should possess.（教育に対する要求が明瞭に定まらない）

Need to keep the training program up-to-date to follow rapid changes in techniques or technologies.（教育を技術進歩に合わせて更新しなければならない）


参考文献：・Carlo Ghezzi and Dino Mandrioli. The Challenges of Software Engineering Education. In Proceedings of the 27th International Conference on Software Engineering (ICSE ’05). ACM, New York, NY, USA, 637–638. ・Vahid Garousi and Aditya Mathur. 2010. Current State of the Software Testing Education in North American Academia and Some Recommendations for the New Educators. In Proceedings of the 2010 IEEE 23rd International Conference on Software Engineering Education and Training (CSEET). IEEE, 89 – 96.・Mary Shaw. 2000. Software engineering education: a roadmap. In Proceedings of the Conference on the Future of Software Engineering. ACM, 371–380.

Need to identify the capabilities, which means requirements that software should possess.（ソフトウェアに対する要求が明瞭に定まらない）

Need to keep the software up-to-date to follow rapid changes in techniques or technologies.（ソフトウェアを技術進歩に合わせて更新（保守）しなければならない）


ソフトウェアと教育は似ているのかもしれない！

教育することやソフトウェアそのものは見えない

教育効果やソフトウェアの実行結果は網羅的に、完璧に評価することが難しい


ソフトウェア分野：ソフトウェアエンジニアリング

コストとデリバリーに対して適切な品質が作り込めるようにソフトウェアを可視化する考え方

教育分野：インストラクショナルデザイン

教育することや教育効果を可視化する考え方

教育もソフトウェアを作るように開発すると上手くいく？！

Instructional Design is,

a systematic method or approach for developing instruction, considering the cognitive process of the learner.

a systems approach.

第2次世界大戦時に、兵士を効率的に教育するために誕生。

日本語で訳されているものもあるが、読み解くのが大変難しい。


Dick and Carey Modelインストラクショナルデザインの代表的な教育開発プロセスモデル

【特徴】Systems approach: series of steps, receives inputs from previous steps and providesout puts for the next step.


IdentifyInstructional Goal(s)

ConductInstructional Analysis

AnalyzeLeaners and Contexts

Write Performance Objectives

Revise Instruction

Develop Assessment Instruments

Develop Instructional Strategy

Develop and Select Instructional Materials

Design and Conduct Formative Evaluation of Instruction

Design and Conduct Summative Evaluation

出典：Walter Dick, Lou Carey, James O Carey, The systematic design of instruction. 5 (2001)

Dick and Carey Modelの変形 → お馴染みのV字モデル！


Integration test?

Design and Conduct Formative Evaluation of Instruction

Requirements Elicitation

Identify Instructional Goal(s)

Requirements Analysis

Analyze Leaners and Contexts

Conduct Instructional Analysis

Architectural Design

Write Performance Objectives

Develop Assessment Instruments

Design and Construction

Develop Instructional Strategy

Develop and Select Instructional Materials

System test?

Design and Conduct Summative Evaluation

Revise Instruction

IV&Vトレーニング用の開発プロセス（J-IDP）IDでよく用いられているものから必要なものを収集、整理。複数人での作業や継続的な改善が容易に。


要求分析として、SWEBOKでも用いられているBloomの学習目標の分類を利用。

Bloomの分類の理解がとても難しく、活用しきれない。

IV&Vの実作業で問題を解決す

るための能力をつけるためには不十分だった。

何を教育したら良いのか？（要求分析）


Knowledge

認知領域：• 知識• 理解• 応用• 分析• 評価

Skill

精神運動領域：• Imitation• Manipulation• Precision• Articulation• Naturalization

Attitude

情動的領域：

参考：Lorin W Anderson, David R Krathwohl, P Airasian, K Cruikshank, R Mayer, P Pintrich, J Raths, and M Wittrock. 2001. A taxonomy for learning, teaching andassessing: A revision of Bloom’s taxonomy. New York. Longman Publishing. Artz, AF, & Armour-Thomas, E.(1992). Development of a cognitive-metacognitive framework

for protocol analysis of mathematical problem solving in small groups. Cognition and Instruction 9, 2 (2001), 137–175.


何を教育したら良いのか？（要求分析）

Attitude

Knowledge Skill

学習目標（要求） Bloomの学習分類にGagneの学習分類を加え、

問題対処能力を抽出するための項目を改善。(理解できる、使える、応用する、の応用部分を細分化)

各学習目標を分析するためのフレームワークに、SE技術の要素を加え、より分かりやすく。（左図はAUTOSARのLayered software architectureから着想）

教育開発者は自身の守備範囲（SE領域）を活用できて大満足。

ソフトウェア開発と教材開発は、見えないものを扱うという点でよく似ている。

ソフトウェアエンジニアリングの考えとよく似ている理論として、教育分野にはインストラクショナルデザイン（ID）がある。ソフトウェアを開発するように教育を開発すると上手くいくことが多い。

IV&Vトレーニングは、IDの考え方にソフトウェアエンジニアリングの技術を加えながら開発をした。→開発テクニックは、次の講演で！

とは言うものの、技術者を育てるのは難しい。


IV&Vトレーニングのお問い合わせ[email protected]


※参考：連絡先： [email protected]■提供本：IV&Vガイドブックver1.2・管理者向け：導入編（55ページ）・技術者向け：実践編（550ページ）

■有償提供ライセンス：要素データベースツール・ツリー型チェックリスト分析＆再利用手法（TARM）

リスク導出

検証戦略

IV&V活動目的

SWリスク

観点設定根拠

システム仕様

リスク導出観点

検証結果

検証目的

検証観点

検証項目

システム仕様

観点設定根拠

対象システム

実施計画書

指摘表

IV&Vプロセス（ガイドブックで規定）

運用シナリオ

故障解析書

設計仕様書

SW開発成果物

SW上位仕様

分析エビデンス

同種システム

同種ソフトウェアの不具合情報

システム分析結果

主な中間成果物

システム設計書

要求仕様書

評価報告書

リスク導出経緯骨子

検証戦略

リスク

試験仕様書

リスク導出経緯

検証結果

ソースコード

・・・

・・・

評価準備（PR)

実施検討（PL)

リスク抽出（RK)

要求評価（RV)設計評価（DV)コード評価（CV)試験評価（TV)

評価報告（RP)

蓄積改善（CA)

計画合意形成資料

検証戦略骨子

リスク分析の十分性をGSNで表現

ツリー型チェックリスト分析＆再利用手（TARM）※特許出願中

IV&Vプロセスをガイドブックに掲載

IV&Vトレーニングプログラム


mailto:[email protected]

対象システム

実施計画書

指摘表

IV&Vプロセス（ガイドブックで規定）

運用シナリオ

故障解析書

設計仕様書

SW開発成果物

SW上位仕様

分析エビデンス

同種システム

同種ソフトウェアの不具合情報

システム分析結果

主な中間成果物

システム設計書

要求仕様書

評価報告書

リスク導出経緯骨子

検証戦略

リスク

試験仕様書

リスク導出経緯

検証結果

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ソースコード

JAXA IV&Vの流れ

・・・

・・・

評価準備（PR)

実施検討（PL)

リスク抽出（RK)

要求評価（RV)設計評価（DV)コード評価（CV)試験評価（TV)

評価報告（RP)

蓄積改善（CA)

インプット IV&Vプロセス最終アウトプット

（顧客提示）

計画合意形成資料

検証戦略骨子

本レッスンの範囲



（1）手順化約300工程に手順を分解・定義

（2）教育プログラム化（ライセンス化）IV&V技術者を育成するための「教材」「能力試験」

JAXA出版IV&Vガイドブック第4版 2017年3月

導入編55頁実践編550頁

安全・安心を求める時代の要請

JAXAノウハウ

これまで70以上の組織へ配布（無償配布）

これまで250名以上のIV&V技術者を育成

技術者を実践形式で指導

SW品質説明のための制度ガイドライン第1版

（独）情報処理推進機構

問い合わせ先：[email protected]

民間企業がライセンス契約によるIV&V教育を実施

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