Project Lead The Way クラス用ラボを設定する
重要
Azure Lab Services は 2027 年 6 月 28 日に廃止されます。 詳細については、提供終了ガイドを参照してください。
Note
この記事では、ラボ アカウントに代わり導入されたラボ プランで使用できる機能について説明します。
Project Lead the Way (PLTW) は、コンピューター サイエンス、エンジニアリング、バイオメディカル サイエンスの PreK-12 カリキュラムを米国全域に提供する非営利団体です。 各 PLTW クラスでは、学生は実践的な学習体験の一環としてさまざまなソフトウェア アプリケーションを使用します。 それらのソフトウェア アプリケーションの多くは、高速 CPU、場合によっては GPU を必要とします。 この記事では、以下の PLTW クラスのラボを設定する方法を説明します。 このクラスは通常、9 年生から 12 年生までの学生を対象としています。
エンジニアリング設計の概要
3D モデリングに Autodesk の Inventor コンピューター支援設計 (CAD) ソフトウェアを使用するなど、エンジニアリング設計のプロセスを学生に紹介します。
エンジニアリングの原則
学生は、エンジニアリング メカニズム、構造および材料の強度、自動化について学習します。 このクラスでは、MD Solids、West Point Bridge Designer、America's Army Simulation などのソフトウェアを使用します。
土木工学とアーキテクチャ
学生は、3D ビルディング インフォメーション モデリング (BIM) に Autodesk の Revit アーキテクチャ設計ソフトウェアを使用して、建物とサイトの設計と開発について学習します。
コンピューター統合製造
学生は、ロボット工学とオートメーションを含む最新の製造プロセスを探求します。 このクラスでは、学生は、Autodesk の Inventor CAD と Autodesk の Inventor コンピューター支援製造 (CAM) ソフトウェアを使用します。
デジタル エレクトロニクス
学生は、National Instrument の Multisim シミュレーションおよび回路設計ソフトウェアを使用して、電子論理回路およびデバイスについて学習します。
エンジニアリング設計と開発
学生は、エンジニアのパネルに提示する調査、設計、テストを組み合わせることによって、エンドツーエンドのソリューションに寄与します。 このクラスでは、学生は Autodesk の Inventor CAD ソフトウェアを使用します。
コンピューター サイエンスの基本
計算の概念とツールを学生に紹介します。 学生は、VEXcode V5 blocks などのコーディング環境を使用して、ブロックベースのプログラミングから開始してテキストベースのコーディングの使用に進みます。
コンピューター サイエンスの原則
学生は、Microsoft の Visual Studio Code 開発環境を使用して、Python によるプログラミングの専門知識を深めます。
コンピューター サイエンス A
学生は、モバイル アプリの開発を学ぶことで、このクラスでプログラミングの能力を高めます。 このクラスでは、Microsoft の Visual Studio Code 開発環境を使用して、Java を学習します。 学生はさらに、モバイル アプリ コードの実行とテストを可能にするエミュレーターも使用します。 Azure Lab Services でエミュレーターを設定する方法の詳細については、Azure Lab Services のフォーラムからお問い合わせください。
クラスのソフトウェアの完全な一覧については、各クラスの PLTW サイトを参照してください。
PLTW のラボのセットアップを開始するには、Azure サブスクリプションとラボ計画へのアクセスが必要です。 組織の管理者に相談して、既存の Azure サブスクリプションにアクセスできるかどうかを確認してください。 Azure サブスクリプションをお持ちでない場合は、始める前に無料アカウントを作成してください。
ライセンス サーバー
前述の PLTW クラスで使用されるソフトウェアの多くでは、ライセンス サーバーへのアクセスは必要 "ありません"。 ただし、次のソフトウェアに Autodesk のネットワーク ライセンス モデルを使用する予定がある場合は、ライセンス サーバーにアクセスする必要があります。
- Revit
- Inventor CAD
- Inventor CAM
Autodesk のソフトウェアでネットワーク ライセンスを使用するために、PLTW は、Autodesk の Network License Manager をライセンス サーバーにインストールするための詳細な手順を提供しています。 通常、このライセンス サーバーは、オンプレミスのネットワークに配置されているか、Azure 仮想ネットワーク内の Azure 仮想マシン (VM) でホストされています。
ライセンス サーバーを設定したら、ラボ計画を作成する際に Azure Lab Services の仮想ネットワークに接続する必要があります。
重要
高度なネットワークは、ラボ計画の作成時に有効にする必要があります。 後で追加することはできません。
Autodesk によって生成されたライセンス ファイルには、ライセンス サーバーの MAC アドレスが埋め込まれます。 Azure VM を使用してライセンス サーバーをホストする場合、ライセンス サーバーの MAC アドレスが変更されていないことを確認することが重要です。 MAC アドレスが変更された場合は、ライセンス ファイルを再生成する必要があります。 以下は、MAC アドレスが変更されないようにするための手順です。
- ライセンス サーバーをホストする Azure VM の静的プライベート IP と MAC アドレスを設定します。
- 十分な VM 容量があるリージョンまたは場所にラボ計画とライセンス サーバーの仮想ネットワークの両方を設定して、後でこれらのリソースを新しいリージョンまたは場所に移動する必要がないようにします。
詳細については、共有リソースとしてのライセンス サーバーの設定に関する記事を参照してください。
ラボの構成
Azure サブスクリプションを取得したら、Azure Lab Services で新しいラボ計画を作成できます。 新しいラボ計画の作成の詳細については、ラボ計画の設定方法に関するチュートリアルを参照してください。
ラボ計画を設定したら、学校が提供する PLTW クラスのセッションごとに個別のラボを作成します。 また、PLTW クラスの種類ごとに個別のイメージを作成することをお勧めします。 ラボとイメージを構築する方法の詳細については、「物理ラボから Azure Lab Services への移行」を参照してください。
ラボ計画の設定
次の表の説明に従って、ラボ計画の設定を有効にします。 Azure Marketplace イメージを有効にする方法の詳細については、「ラボ作成者が利用できる Azure Marketplace イメージを指定する」を参照してください。
| ラボ アカウントの設定 | 手順 |
|---|---|
| Marketplace イメージ | ラボ アカウント内で使用する Windows 10 Pro イメージを有効にします。 |
ラボの設定
PLTW クラスで使う仮想マシン (VM) の推奨サイズは、学生がクラスで実行しているワークロードの種類によって異なります。 前述のクラスの場合は、Small GPU (視覚化) および Large の VM サイズを使用することをお勧めします。 PLTW クラスのラボを設定する際は、次の表のガイダンスを参照してください。
| ラボの設定 | 値と説明 | 使用が推奨されるクラス |
|---|---|---|
| 仮想マシン サイズ | 小規模 GPU (視覚化)。 OpenGL や DirectX などのフレームワークを使用するリモート視覚化、ストリーミング、ゲーム、エンコードに最適です。 | 次の PLTW クラスには、このサイズを使用することをお勧めします: 土木工学とアーキテクチャ、デジタル エレクトロニクス、コンピューター統合製造、エンジニアリング設計と開発、エンジニアリング設計の概要。 |
| 仮想マシン サイズ | Large。 高速の CPU、ローカル ディスクのより優れたパフォーマンス、大規模なデータベース、大きなメモリ キャッシュを必要とするアプリケーションに最適です。 | 次の PLTW クラスには、このサイズを使用することをお勧めします: エンジニアリングの原則、コンピューター サイエンスの基本、コンピューター サイエンスの原則、コンピューター サイエンス A。 |
テンプレート マシンの構成
PLTW に必要なインストール ファイルが大きいファイルである場合があります。 ラボのテンプレート VM にファイルをダウンロードするときに、コピーに時間がかかることがあります。
インストール ファイルをテンプレート マシンにダウンロードして、そこにすべてをインストールするのではなく、物理環境で PLTW イメージを作成することをお勧めします。 その後、カスタム イメージをコンピューティング ギャラリーにインポートして、ラボの作成にそれらを使用できるようにすることができます。 詳細については、「カスタム イメージを作成するための推奨される方法」を参照してください。
この推奨事項に従ってラボを設定するための主なタスクは、次のとおりです。
物理環境で、クラスのイメージを作成します。
a. PLTW の詳細な手順を使用して、インストール ファイルをダウンロードし、必要なソフトウェアをインストールします。
Note
Autodesk のアプリケーションをインストールするときに、インストール先のコンピューターとライセンス サーバーが通信できる必要があります。 Autodesk のインストール ウィザードでは、ライセンス サーバーがホストされているマシンのコンピューター名を指定するように求められます。 Azure VM でライセンス サーバーをホストしている場合、インストール ウィザードがライセンス サーバーにアクセスできるように、ラボのテンプレート VM に Autodesk がインストールされるのを待つことが必要な場合があります。
b. OneDrive (または学校で使用されている可能性がある他のバックアップ オプション) をインストールして構成します。
ラボ アカウントに接続されているコンピューティング ギャラリーにカスタム イメージをアップロードします。
ラボを作成し、前の手順でアップロードしたカスタム イメージを選択します。
ラボが作成されたら、起動し、テンプレート VM に接続して、イメージが想定どおりに動作することを検証します。
最後に、テンプレート VM を発行して、学生の VM を作成します。
Note
子供のインターネット保護法 (CIPA) に準拠するためなど、学校でコンテンツのフィルター処理を実行する必要がある場合は、サード パーティ製ソフトウェアを使う必要があります。 詳細については、Lab Services を使用したコンテンツ フィルタリングに関するガイダンスを参照してください。
学生用デバイス
学生は、Windows コンピューター、Mac、Chromebook から自分のラボ VM に接続できます。 手順については、次の項目を参照してください。
コスト
PLTW クラスのコスト見積もりの例について説明します。 この見積もりには、ライセンス サーバーの実行とコンピューティング ギャラリー使用のコストは含まれません。
たとえば、クラスに 25 人の学生がいて、それぞれに予定された授業時間が 20 時間あるとします。 また、各学生には、予定された授業時間の他に、宿題や課題を行うための時間として 10 時間のクォータ時間が追加で割り当てられます。 コスト見積もりは次のとおりです。
Large VM
25 人の学生 x (予定された 20 時間 + 10 クォータ時間) x 70 ラボ ユニット x 0.01 USD/時間 = 525.00 USD
Small GPU (視覚化)
25 人の学生 x (予定された 20 時間 + 10 クォータ時間) x 160 ラボ ユニット x 0.01 USD/時間 = 1200.00 USD
重要
このコスト見積もりは、例を示すためだけのものです。 現在の価格の詳細については、「Azure Lab Services の価格」を参照してください。
Note
PLTW クラスの多くは、MIT App Inventor など、ブラウザーを介してアクセスされるアプリケーションを使用します。 これらのブラウザーベースのアプリケーションは、高速の CPU または GPU を必要とせず、インターネットに接続されている任意のデバイスからアクセスできます。 学生がこのような種類のアプリケーションを使用している場合は、ラボの VM のブラウザーではなく、物理デバイスのブラウザーを使用することをお勧めします。 学生は、高速の CPU または GPU を必要とするアプリケーションのみにラボ VM を使用することで、コストを抑えるために貢献できます。
次のステップ
テンプレート イメージをラボに発行できるようになります。 詳細については、「テンプレート VM の発行」を参照してください。
ラボを設定するときは、次の記事を参照してください。