クラウドネイティブカリキュラムの実踐的構築

技術背景と目的

クラウドネイティブ技術は、現代のソフトウェア開発において不可欠な要素として注目されています。Docker、Kubernetes、CI/CDなどの技術が組み合わさることで、柔軟性とスケーラビリティを実現し、開発プロセスの効率化を図ります。本記事では、セルビアのベルグレードにある私立高等教育機関が、ソフトウェアエンジニアリングのカリキュラムにクラウドネイティブ技術を統合する取り組みを紹介します。この取り組みは、學生が実務に即したスキルを習得できるようにするための実踐的な教育モデルです。

カリキュラム設計と課題

學校概要

本カリキュラムは、情報技術分野に特化した私立大學で行われています。學部は4年制で、學生はアルゴリズム、データ構造、Java、フロントエンド開発、モバイルアプリケーション、AIなどの基礎知識を習得していますが、クラウドネイティブ技術の経験は限られています。

課程調整

カリキュラムの目標は、Docker、Kubernetes、CI/CDなどのクラウドネイティブ技術をソフトウェアエンジニアリングの授業に統合することです。大學認証課程を変更することができないため、現行のソフトウェアエンジニアリング課程を再構築しました。授業は週に6コマ（3理論＋3実習）で、13週間の學年で100〜120名の學生が対象です。以前はソフトウェア開発ライフサイクル（SDLC）、チームワーク、Javaとソフトウェア設計パターンが中心でしたが、クラウドネイティブ技術を強化しました。

新カリキュラムの設計と実踐

核心プロジェクト

• 大型プロジェクト：學期內に継続的に実施し、スクラム手法を採用
• 要件：
  • 10のスプリントと6の評価ポイント
  • 3以上のマイクロサービス
  • 後端には少なくとも2つのプログラミング言語
  • フロントエンドはHTML/JavaScript/TypeScriptをベース
  • オープンソースプロジェクト

チーム構成

• 20〜25人のグループに分かれ、後端/フロントエンド/モバイル/DevOpsのサブチームに分ける
• 學生が自主的にプロジェクトの方向性を選び、フロントエンド開発やAI統合などを行う

教學內容と技術重點

理論教育

• Dockerの原理（コンテナの隔離、イメージビルド）
• Kubernetesの核心概念（Pod、Deployment、ReplicaSet）
• CI/CDの基礎（パイプライン、CI/CDプラットフォームの選択）

実習教育

• Git/GitHubの操作（ブランチ管理、衝突解決、Issue管理）
• テストの概念（エンドツーエンドテスト、統合テスト）
• DockerとKubernetesの統合（コンテナ隔離、cgroups、ネームスペース）
• Prow CI/CDプラットフォームの使用（中央化Job管理、Kubernetes Pod統合）

技術統合

• Kubernetes Dashboard、K9sなどのUIツールを使用
• 12ファクターアプリケーション設計（拡張性、構成管理）を強調
• 教學重點は基礎的なデプロイ能力（進階Kubernetes管理は含まない）

ツール選択と考慮

CI/CDプラットフォーム

• Prow（Kubernetes専用プラットフォーム）
  • 優點：
    • Kubernetesと深く統合
    • 軽量設計（Go言語開発）
    • カスタムプラグインのサポート
  • デメリット：
    • パイプライン機能が內蔵されていない
    • ユーザー層が小さい

教學戦略

• 中央化Job管理ルール（Merge失敗テストを禁止）
• CI/CD JobをKubernetes Podとして実行
• 基礎概念（CI/CDフロー、Job構成）を強調

學生フィードバックと改善方向

調査結果

• 98名の學生が回答（総數100〜110名）
  • 85%がDevOpsとCI/CDプロジェクトが専門スキルを向上させたと感じた
  • 70%が職業発展に役立ったと答えた
  • 20%がクラウドサービスデプロイ（AWS/Azure）の追加を希望
  • 15%が進階デバッグと監視（Observability）を希望

今後の改善

• カリキュラムの難易度バランスを最適化
• クラウドサービス統合教育を追加
• Linux/Shell基礎教育を強化

技術詳細と教學方法

カリキュラム進度

• 前2週：プロジェクト紹介とDocker基礎
• 中盤：Kubernetes核心概念とCI/CD実裝
• 後半：Helm、Prometheusなどの進階ツール選択

教學重點

• 基盤デプロイ能力（進階管理は含まない）を強調
• 実際のプロジェクトを通じてチーム協力と問題解決能力を育成
• 教學リソースとして參考資料と実裝例を提供

學生フィードバックとカリキュラム効果

調査結果

• 累計98件の學生フィードバック（総數100〜110名）
• 55の質問があり、専門スキルと職業発展への影響を調査
• 學生はDevOpsとCI/CDプロジェクトの參加が専門能力と就職機會を向上させると広く同意
• 少數の學生は疑問や不同意を示したが、全體的な肯定的な評価は正しい方向性を示している

カリキュラムの影響

• 學生のフィードバックは専門発展に有意な貢獻を示し、職業的成功の可能性を高めている

今後の改善方向

功能拡張ニーズ

• 學生が最も希望する內容：
  • クラウドサービスデプロイ（Cloud Provider Deployment）
  • 高度なデバッグと監視（Observability）
• 現在の制限：
  • クラウドサービスデプロイはコストとリソース制限によりカリキュラムに含まれていない
  • 現在は自前のインフラを用いているが、今後は最適化を検討

カリキュラム成果展示

過去のプロジェクト成果

• 過去の學年のプロジェクト作品を展示し、多様な技術応用とイノベーション実踐を紹介

結語

カリキュラムは継続的に改善され、今後は學生のニーズと技術の進展に応じて內容を調整し、教育効果と學生満足度を向上させる予定です。