JP2023017974A

JP2023017974A - フィルタリング機能を有する学習システム

Info

Publication number: JP2023017974A
Application number: JP2022181997A
Authority: JP
Inventors: 景一本部; Keiichi Motobe
Original assignee: CHIERU CO Ltd
Current assignee: CHIERU CO Ltd
Priority date: 2022-11-14
Filing date: 2022-11-14
Publication date: 2023-02-07

Abstract

【課題】使用中の学習アプリに関係しないサイトの閲覧利用を確実に抑制できるフィルタリング機能を有する学習システムを提供する。【解決手段】学習システムは、Ｗｅｂ閲覧のブラウザ機能、フィルタリング拡張機能部及び学習アプリを備える学習者情報端末機器と、制御ＡＰＩ、ＤＢ、管理機能部を備えるフィルタリングサーバと、制御ＡＰＩを備える学習アプリサーバとがネットワークを介して相互に接続され、学習アプリの学習状態に基づく起動状態を管理機能部に送付し、管理機能部は起動状態に基づく設定変更をＤＢに送付し、ＤＢは制御ＡＰＩに設定データを送付し、制御ＡＰＩが設定データに基づき、フィルタリング拡張機能部に対してフィルタリング設定を行うことにより、フィルタリング拡張機能部はブラウザ機能を規制し、学習者は、許可されていないWeb閲覧ができない。【選択図】図１

Description

本発明は、インターネットなどのネットワークを通じた学習に供される学習アプリケーションソフトウェア（以下、単に「学習アプリ」とする）により、小中高、専門学校、大学、大学院などの教育機関（以下、単に「学校」とする）の学習者がＰＣ（パソコン）などの情報端末機器を用いて学習する学習システムに関し、特に学習アプリのWebサイト閲覧規制（許可と不許可）を行うフィルタリング機能を有する学習システムに関する。

近年、教育現場では「教育の情報化」の流れが進んでおり、特に最近では、コロナウイルス感染症の拡大などの移り行く社会情勢の中で、教育事情も大きく変化しており、学校の教育現場の環境も大きく変化して来ている。インターネットなどのネットワークを介して、学習者がパソコンやタブレット等の情報端末機器を使用して学習するオンライン授業ないしオンライン講義が広く普及して来ており、小学校から高校向けには、GIGAスクール構想を活用した円滑な通信環境づくりが提唱されている。特に小学校から高校にあっては、情報端末機器は貸与されることが多い。また、大学向けには、既にオンライン授業化が進む中で、より一層求められている通信の高速・大容量化や端末認証などが課題となっている。

特開２００９－２８８５１９号公報特開２０２０－５２０６０９号公報特開２０２１－９６３９５号公報特開２０２２－３３１１０号公報

上述のように、学校で、学習者に貸与される情報端末機器の活用が進んでおり、活用の増大に伴い、情報端末機器への適切なフィルタリング（Web閲覧規制）についてのニーズが益々増大している。また、文部科学省及びデジタル庁を中心に、学習アプリを含む教育用アプリケーションのデータ送受信仕様の共通化が進んでおり、学習アプリサーバにおける他社製品との連携が容易になる可能性が出てきている。

従来技術では、フィルタリング機能はフィルタリングを提供するアプリケーション単体で動作していた。しかしながら、既存の技術は「学習アプリを利用中にWeb閲覧規制をして、学習アプリ以外を使えないようにする」という制御をかけるためには不十分であり、その環境整備が要請されている。

本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、学習アプリを使用中の際には、使用中の学習アプリに関係しないWebサイトの閲覧利用を確実に抑制できるフィルタリング機能を有する学習システムを提供することにある。

本発明は、少なくともWebサイト閲覧のブラウザ機能、フィルタリング拡張機能部及び学習アプリを備える学習者情報端末機器と、少なくとも第１の制御ＡＰＩ(Application Programming Interface)、データベース、管理機能部を備えるフィルタリングサーバと、少なくとも第２の制御ＡＰＩを備える学習アプリサーバとがネットワークを介して相互に接続され、学習者が前記学習アプリを使用して学習する学習システムに関し、本発明の上記目的は、前記学習アプリの学習状態が前記第２の制御ＡＰＩに送付され、前記第２の制御ＡＰＩは前記学習状態に基づく起動状態を前記管理機能部に送付し、前記管理機能部は前記起動状態に基づく設定変更を前記データベースに送付し、前記データベースは前記第１の制御ＡＰＩに設定データを送付し、前記第１の制御ＡＰＩが前記設定データに基づき、前記フィルタリング拡張機能部に対してフィルタリング設定を行うことにより、前記フィルタリング拡張機能部は前記ブラウザ機能を規制し、前記学習者は、許可されていないWebサイト閲覧を行うことができないようになっていることにより達成される。

本発明のフィルタリング機能を有する学習システムによれば、予め学校管理者が設定を行い、システム運営者のフィルタリングサービスの基盤にて、学習アプリから共通規格に基づいたWebサイト閲覧のトリガー信号を受信すると、フィルタリングサービスのモードを「学習アプリ使用中」に切り換え、「学習アプリ使用中」のモードの際は、当該学習アプリに関係しないWebサイトの学習アプリの閲覧を確実に抑制することができる。これにより、学習アプリ使用中の不適切なサイト利用や、試験の際のカンニングを防止することなどの効果がある。

本発明の全体構成を示す概念図である。本発明の情報（データ）の流れを示すブロック構成図である。フィルタリング拡張機能部の機能ブロック例を示すブロック図である。本発明の動作例を示すシーケンス図である。本発明の一部動作例（ブラウザ起動）を示すフローチャートである。本発明の一部動作例（学習モード）を示すフローチャートである。本発明の一部動作例（終了モード）を示すフローチャートである。

本発明は、インターネットなどのネットワークを通じた学習アプリの使用により、学校の学習者がＰＣなどの情報端末機器を用いて学習するWeb学習システムであり、学習アプリを使用中の際には、使用中の学習アプリに関係しないWebサイトの閲覧利用を確実に抑制するようにし、許可した学習アプリのみを使用できるようにしたフィルタリング機能を有する学習システムである。

以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１は本発明の全体構成をブロック図で示しており、インターネット１に学習者ＰＣ１０、フィルタリングサーバ２０及び学習アプリサーバ３０が相互に接続された構成となっている。学習アプリサーバ３０は学習アプリ提供者となるが、フィルタリングサーバ２０に含まれていても良く、いずれの場合も共通仕様で通信する。

学習者ＰＣ１０は、少なくともWebサイト閲覧のブラウザ１１、フィルタリング拡張機能部１２及び学習アプリ１３を内蔵しており、フィルタリングサーバ２０は、少なくとも制御ＡＰＩ(Application Programming Interface)２１、データベース（ＤＢ）２２及び管理機能部２３を内蔵している。また、学習アプリサーバ３０には、少なくとも制御ＡＰＩ３１が搭載されている。学習者ＰＣ１０、フィルタリングサーバ２０及び学習アプリサーバ３０の相互接続は、制御ＡＰＩの仕様次第で、管理機能部２３に設定して、学習アプリサーバ３０にプッシュで聞きに行く仕様でも可能である。

フィルタリング拡張機能部１２は、例えばHyper-V拡張可能スイッチフィルタリング拡張機能を使用すると、拡張可能スイッチのデータパスにパケットを検査、変更、挿入することができる。拡張スイッチポートとスイッチポリシー設定に基づいて、拡張機能はパケットを削除したり、１つ以上の宛先ポートへの配信を除外することができる。フィルタリング拡張機能は、イングレスデータパスで拡張機能をキャプチャした後、エグレスデータパスの転送拡張機能の後に呼び出される。最近のフィルタリングは異なるパターンで動作することが多く、パケットキャプチャをしないフィルタリングでも良い。

また、制御ＡＰＩ２１及び制御ＡＰＩ３１は、ソフトウェアやプログラム、Web閲覧サービスの一部を公開する手段の接続、つまりアプリケーション同士の接点を制御する機能を有している。更に、フィルタリングサーバ２０と学習アプリサーバ３０との間の通信は、ｘＡＰＩ(Experience ＡＰＩ)に準拠した通信である。ｘＡＰＩは、米国国防省内の標準化機関であるＡＤＬ(Advanced Distributed Learning)より2013年に発表された「トータル学習アーキテクチャ」のための国際標準規格である。現在広く世界中に普及している“ＳＣＯＲＭ”規格は、教材とシステム間の通信を規定したものであるが、ｘＡＰＩはシステムと学習経験履歴間での通信を規定するものであり、教材と管理システムと履歴データベースは分離して機能することができる。

図２は、学習者ＰＣ１０、フィルタリングサーバ２０及び学習アプリサーバ３０の情報若しくはデータの流れを示しており、学習モードにおいて、学習アプリ１３の学習状態が学習アプリサーバ３０内の制御ＡＰＩ３１に送付され、制御ＡＰＩ３１は学習状態に基づく起動状態をフィルタリングサーバ２０内の管理機能部２３に送付し、管理機能部２３は起動状態に基づくサイト許可・不許可の設定変更をデータベース２２に送付する。データベース２２は制御ＡＰＩ２１に設定データを送付し、制御ＡＰＩ２１が設定データに基づき、フィルタリング拡張機能部１２に対してフィルタリング設定を行うことにより、フィルタリング拡張機能部１２はブラウザ１１の閲覧機能を規制し、学習者は、許可されていないWeb閲覧を行うことができないようになっている。

図３はフィルタリング拡張機能部１２の機能ブロック例を示しており、システム（ブラウザ機能）を起動するための起動信号ＥＮ１を受信する受信部１２１と、学習者（若しくはＰＣ）を識別するための識別子１２２と、識別子１２２を含む設定問い合わせ信号ＳＴ１を周期的に出力する信号出力部１２３と、学習モードにおける設定問い合わせ信号ＳＴ３及び終了モードにおける設定問い合わせ信号ＳＴ５を、それぞれ周期的に出力する設定問い合わせ信号出力部１２４と、起動後のWeb閲覧トリガーＴＧ１及び学習モードにおけるWeb閲覧トリガーＴＧ２を受信する受信部１２５と、Webサイトのブロック（遮断）を指定する応答信号ＲＳ２及びＲＳ４を受信する受信部１２６と、学習終了のための応答信号ＲＳ６を受信する受信部１２８と、Web閲覧トリガーＴＧ１及びＴＧ２が入力されたときに、指定されたWebサイトのブロックを設定するブロック設定部１２７とを具備している。

図４は本発明のシーケンス動作例を示しており、その動作を、図５～図７のフローチャート及び図３の機能ブロック構成を参照して説明する。

先ず、学習者ＰＣ１０でブラウザ１１を起動するための起動信号ＥＮ１が出力され（ステップＳ１０）、起動信号ＥＮ１はフィルタリング拡張機能部１２内の受信部１２１に入力され、当該ＰＣ１０の識別子１２２を含む設定問い合わせ信号ＳＴ１が信号出力部１２３から出力され、フィルタリングサーバ２０内の制御ＡＰＩ２１に入力される（ステップＳ１１）。制御ＡＰＩ２１は、設定問い合わせ信号ＳＴ１に基づいて設定問い合わせ信号ＳＴ２を出力してＤＢ２２に入力し（ステップＳ１２）、ＤＢ２２は設定問い合わせ信号ＳＴ２の入力に基づいて、ユーザーの個別設定を取得するための応答信号ＲＳ１を出力する（ステップＳ１３）。ＤＢ２２からの応答信号ＲＳ１を入力した制御ＡＰＩ２１は、フィルタリング設定のための応答信号ＲＳ２を出力し、学習者ＰＣ１０内のフィルタリング拡張機能部１２に入力する（ステップＳ１４）。応答信号ＲＳ２には、学習者ＰＣ１０でWeb閲覧トリガーＴＧ１が動作（出力）しても、「どのカテゴリーの、どのサイトの閲覧をブロック（遮断）するか」の設定内容が含まれている。

従って、ブラウザ１１からWeb閲覧トリガーＴＧ１が出力されても（ステップＳ１５）、フィルタリング拡張機能部１２はフィルタリング処理を実施し、学習者は許可されていない他のカテゴリーやサイトのWebサイト閲覧ができない仕様となる（ステップＳ１６）。即ち、Web閲覧トリガーＴＧ１はフィルタリング拡張機能部１２内の受信部１２５に入力され、応答信号ＲＳ２を受信している受信部１２６からのブロック信号に基づいて、ブロック設定部１２７は許可されていないカテゴリーやサイトのWebサイト閲覧をブロックする。

その後、学習者により、学習者ＰＣ１０で学習のための起動信号ＥＮ２が出力されると、起動信号ＥＮ２は学習のための学習アプリ１３に入力される（ステップＳ２０）。起動信号ＥＮ２に基づき、学習アプリ１３は学習が始まった状態を送付して学習アプリサーバ３０内の制御ＡＰＩ３１に入力する（ステップＳ２１）。これにより、学習アプリサーバ３０は起動状態をフィルタリングサーバ２０内の管理機能部２３に送付し（ステップＳ２２）、管理機能部２３はＤＢ２２に対して設定書き換えを行う（ステップＳ２３）。起動状態には、学習アプリサーバ３０に周期的に状態を聞きに行き、変更がある場合は取得を行うプル型と、学習アプリサーバ３０で起動されたときに、管理機能部２３に状態を送信するプッシュ型とがある。設定書き換えは、例えば「学校側管理者が設定したドメイン以外を規制する」といった動作であり、そのWebサイト閲覧の規制内容を変更する。

一方、フィルタリング拡張機能部１２の設定問い合わせ信号出力部１２４から周期的に設定問い合わせ信号ＳＴ３が出力され、設定問い合わせ信号ＳＴ３は制御ＡＰＩ２１に入力され（ステップＳ３０）、設定問い合わせ信号ＳＴ３の入力に基づいて制御ＡＰＩ２１から設定問い合わせ信号ＳＴ４が出力され、設定問い合わせ信号ＳＴ４はＤＢ２２に入力される（ステップＳ３１）。上記ステップＳ２３において規制の設定内容が書き換えられているので、ＤＢ２２から、書き換えられた設定内容に対応する応答信号ＲＳ３が出力され、制御ＡＰＩ２１に入力される（ステップＳ３２）。続いて制御ＡＰＩ２１から応答信号ＲＳ４が出力されて、フィルタリング拡張機能部１２内の受信部１２６に入力される（ステップＳ３３）。

以後、ブラウザ１１からWeb閲覧トリガーＴＧ２が出力されても（ステップＳ３４）、ブロック設定部１２７によりフィルタリング拡張機能部１２はフィルタリング処理を実施、つまり許可されていないカテゴリーやサイトのWebサイトの閲覧をブロックする（ステップＳ３５）。

学習を終了する場合には、ブラウザ１１から終了信号ＣＬが出力されて学習アプリ１３に入力され（ステップＳ４０）、学習アプリ１３から学習終了の状態が送付されて、学習アプリサーバ３０内の制御ＡＰＩ３１に入力される（ステップＳ４１）。制御ＡＰＩ３１からは起動状態が送付され、フィルタリングサーバ２０内の管理機能部２３に入力される（ステップＳ４２）。管理機能部２３は、ＤＢ２２に対してサイト規制の設定書き換えを行う（ステップＳ４３）。設定書き換えは、例えば「学校側管理者が設定したドメインを規制」といった動作である。

一方、フィルタリング拡張機能部１２から設定問い合わせ信号ＳＴ５が出力されて制御ＡＰＩ２１に入力され（ステップＳ５０）、制御ＡＰＩ２１から設定問い合わせ信号ＳＴ６が出力されてＤＢ２２に入力される（ステップＳ５１）。これに対して、ＤＢ２２から応答信号ＲＳ５が出力されて制御ＡＰＩ２１に入力される（ステップＳ５２）。続いて制御ＡＰＩ２１から応答信号ＲＳ６が出力されて、フィルタリング拡張機能部１２内の受信部１２８に入力される（ステップＳ５３）。この結果、「学習アプリ実行中」という学習状態が解除され、フィルタリングの動作設定が元に復帰される。

１インターネット
１０学習者ＰＣ（パソコン）
１１ブラウザ
１２フィルタリング拡張機能部
１３学習アプリ
２０フィルタリングサーバ
２１制御ＡＰＩ
２２データベース（ＤＢ）
２３管理機能部
３０学習アプリサーバ
３１制御ＡＰＩ

Claims

少なくともWebサイト閲覧のブラウザ機能、フィルタリング拡張機能部及び学習アプリを備える学習者情報端末機器と、少なくとも第１の制御ＡＰＩ(Application Programming Interface)、データベース、管理機能部を備えるフィルタリングサーバと、少なくとも第２の制御ＡＰＩを備える学習アプリサーバとがネットワークを介して相互に接続され、学習者が前記学習アプリを使用して学習する学習システムであり、
前記学習アプリの学習状態が前記第２の制御ＡＰＩに送付され、前記第２の制御ＡＰＩは前記学習状態に基づく起動状態を前記管理機能部に送付し、前記管理機能部は前記起動状態に基づく設定変更を前記データベースに送付し、前記データベースは前記第１の制御ＡＰＩに設定データを送付し、前記第１の制御ＡＰＩが前記設定データに基づき、前記フィルタリング拡張機能部に対してフィルタリング設定を行うことにより、前記フィルタリング拡張機能部は前記ブラウザ機能を規制し、
前記学習者は、許可されていないWebサイト閲覧を行うことができないようになっていることを特徴とするフィルタリング機能を有する学習システム。
前記フィルタリング拡張機能部は、前記データベースに対して前記第１の制御ＡＰＩを介して周期的に設定問い合わせ信号を出力し、前記データベースは、前記設定問い合わせ信号に対応する応答信号を前記第１の制御ＡＰＩを介して前記フィルタリング拡張機能部に入力するようになっている請求項１に記載のフィルタリング機能を有する学習システム。
前記学習アプリによる学習の終了を指示したときに、前記データベースの設定を元に復帰させるようになっている請求項１又は２に記載のフィルタリング機能を有する学習システム。
前記学習者情報端末機器がパソコンである請求項３に記載のフィルタリング機能を有する学習システム。