Wegweiser Digitale Bildung – Kapitel 5

Gastbeitrag von
Dirk Hetterich, Sales Manager Named Accounts, LANCOM Systems GmbH

Ein Wegweiser mit Empfehlungen aus Herstellersicht:

  • Was gehört zu meiner Netzwerk-Infrastruktur?
  • Wie kommt das LAN oder WLAN in die Schule?
  • Was muss ich bei der Wahl der Netzwerkkomponenten beachten?
  • Wer betreut das Netzwerk und die Infrastruktur?

Gastbeitrag von
Goran Hauser, Intel Deutschland GmbH und Alexander Schmieden, just ask! GmbH

Ein Wegweiser um

  • besser einzuschätzen, worauf es bei der IT-Infra- struktur ankommt,
  • die Auswahl geeigneter Arbeits- und Endgeräte zu erleichtern,
  • die schulübergreifende IT-Infrastruktur zukunfts- sicher und deren Verwaltung kostengünstig
    sicherzustellen.

Netzwerk-Infrastruktur an Schulen

Autor: Dirk Hetterich,
Director Public, LANCOM Systems GmbH

Grundlagen – Was muss ich wissen

Reden wir über den „unsichtbaren“ Teil der Digitalen Bildung: Das Netzwerk, welches die einzelnen Endgeräte einbindet und den Zugriff auf das Internet oder den Schulserver ermöglicht. Grundsätzlich ist eine schnelle Internetanbindung, bevorzugt Glasfaser, eine wichtige Voraussetzung für ein leistungsstarkes Schulnetzwerk. Steht eine solche Anbindung erst einmal, wird zwangsläufig auch der Ruf nach funktionierenden und zuverlässigen Drahtlosnetzwerken in den Schulen immer lauter. Die meisten Schulen würden gerne investieren und digitale Medien nutzen. Häufig fehlt es allerdings in den Schulen an Wissen und Geldmitteln. Neue Förderinitiativen aus der Politik wie der DigitalPakt Schule sollen dabei helfen, die finanzielle Hürde zu nehmen.

Was ist bei der Anschaffung eines Netzwerks zu beachten?

Netzwerk-Infrastruktur für Schulen ist anspruchsvoll

Ein Netzwerk für eine Schule aufzusetzen ist eine anspruchsvolle Aufgabe, denn es muss besonders leistungsstark und zuverlässig, aber auch hochverfügbar und besonders sicher sein. Im Unterricht ist der Einsatz von Drahtlosnetzwerken empfehlenswert, da diese gegenüber kabelgebundenen Lösungen deutlich flexibler sind. Es sollte allerdings klar sein, dass ein WLAN aus mehr als nur ein paar Ka- beln, Routern und Access Points besteht.

Hoher Datenverbrauch, viele Endgeräte, Jugendschutz

Eine Schule hat einen hohen Datenverbrauch, und oft kommen mobile Endge- räte wie Tablets, Laptops und auch zuweilen Smartphones zum Einsatz. Gerade im schulischen Bereich ist die Dichte an Endgeräten, die auf Online-Inhalte wie Videos zugreifen, oft extrem hoch. Aus diesem Grund sind die Anforderungen an das Netzwerk in Schulen viel höher als in Unternehmen. Gleichzeitig werden zuverlässige Jugendschutzfilter benötigt. Und es muss besondere Sorgfalt im Umgang mit Daten herrschen, denn viele davon sind sensibel.

Beschaffung digitaler Bildungslösungen

So stellen sich den Verantwortlichen an den Schulen viele Fragen – selbst, wenn die Internetanbindung da ist und ausreichend Geldmittel für die Anschaffung von Hard- und Software zur Verfügung stehen. Im Folgenden versuchen wir, Antworten zu geben.

Tipp:
Lassen Sie sich beraten:
Wählen Sie einen Partner, der auf die Begleitung und Beratung von Schulen in diesen Fragen spezialisiert ist. Es gibt Systemhäuser, die Erfahrung in diesem Bereich haben und auf Wunsch auch bei Vergabeverfahren begleiten und komplette Digitalisierungsprojekte koordinieren.

Denken Sie an übermorgen: Achten Sie auf Skalierbarkeit der Technik. Wenn Sie mit kleinem Budget anfangen, sollte die Technik ausbaufähig sein. So können Sie beispielsweise zunächst einzelne Klassenräume mit WLAN ausstatten und das Netz zu einem späteren Zeitpunkt auf weitere Räume und Flächen ausweiten.

Ratgeber – Was kann ich tun

Die bereits erwähnte Client-Dichte in Schulen macht es erforderlich, ein Schulnetzwerk ebenso professionell aufzusetzen wie ein Unternehmensnetzwerk. Dazu gehört mehr als nur ein leistungsstarkes WLAN. Auch der Internet-Router oder der Einsatz von Switches, mit denen sich die Kommunikation in einem Netzwerk steuern lässt, sind essenziell für eine leistungsstarke Vernetzung. Dar- um sind bei der Anschaffung von Routern, Access Points und Co. einige Dinge zu beachten.

Die Auswahl der Geräte: Was gehört zur Netzwerk-Infrastruktur?

An erster Stelle steht, dass ausschließlich professionelle Netzwerkkomponenten zum Einsatz kommen. Diese sind in puncto Funktionsumfang, Zuverlässigkeit und Sicherheit den herkömmlichen Geräten aus dem Consumer-Bereich, also solchen, die in Privathaushalten eingesetzt werden, deutlich überlegen.

Internet-Router: Abhängig von Internetanbindung auswählen und auf Verschlüsselung achten

  • Beim Internet-Router ist die Wahl des richtigen Geräts in erster Linie davon abhängig, welche Aufgabe der Router erfüllen muss und über welche Internetanbindung die Schule verfügt.
  • Grundsätzlich muss der Router über eine wirksame Verschlüsselung verfügen, zum Beispiel ein sogenanntes Virtual Privat Network (VPN), um sensible Daten vor dem unberechtigten Zugriff Dritter zu schützen und einen sicheren Internetzugang zu gewährleisten.
  • Die VPN-Anbindung ist auch die Grundlage für eine effiziente Standortvernetzung. Auf diesem Weg lassen sich Schulen zuverlässig und sicher an das Schulverwaltungsamt oder den Schulträger anbinden.

WLAN Access Points: Das Netz muss trennbar sein

  • Bei den WLAN Access Points gilt es zu beachten, dass Geräte gewählt werden, die Multi-SSID unterstützen und VLAN-fähig sind.
  • Beides, Multi-SSID und VLAN (Virtual Local Area Network), trägt zur Sicherheit des Drahtlosnetzwerks bei, indem unterschiedliche Netze aufgezogen werden, die logisch voneinander getrennte Teilnetze bilden.
  • Die Nutzer der einzelnen Teilnetze haben keinen Zugriff auf die anderen Netze und können den Datenverkehr nicht mitlesen, manipulieren oder anderweitig beeinflussen. In der Praxis ist dies sinnvoll, denn so lassen sich Teilnetze für Verwaltung, Schüler und Lehrkräfte oder Gäste einrichten.

WLAN Access Points: Einbindung alter und neuer Geräte berücksichtigen

  • Die Access Points sollten den aktuellsten WLAN-Standard unterstützen, damit das Netzwerk maximal zukunftsfähig ist und Upgrades zu neueren Technologien einfach sind. Wi-Fi 5 ist aktuell der am weitesten verbreitete Standard. Mit Wi-Fi 6 steht bereits der Nachfolger in den Startlöchern. Dieser verspricht mehr Stabilität und Zuverlässigkeit für sogenannte High- Density-Szenarien – also für Umgebungen mit einer hohen Anzahl von WLAN-Clients. Allerdings wird es noch dauern, bis eine breite Auswahl an Endgeräten, die Wi-Fi 6 unterstützen, im Markt verfügbar sein wird. Dennoch sollte mindestens Wi-Fi 5 von den eingesetzten WLAN Access Points unterstützt werden, um eine maximale Zukunftssicherheit zu garantieren.
  • Da in Schulen häufig unterschiedliche Endgeräte zum Einsatz kommen, macht es Sinn, bei den Access Points darauf zu achten, dass diese simultan im 2,4 und  5  GHz-Frequenzbereich  funken.  Damit wird sichergestellt, dass sowohl ältere als auch ganz aktuelle Tablets, Laptops und Co. in das Netzwerk eingebunden werden können.

Switches: Misch-Infrastrukturen vermeiden

  • Switches sind essenzielle Bestandteile von Computernetzwerken. Sie dienen als Verteilereinheit für Datenpakete auf Endgeräte und sind unerlässlich für die zuverlässige Arbeit von Netzwerk-Infrastrukturen.
  • Misch-Infrastrukturen sind leistungsschwach, fehleranfällig und schwerzu Außerdem gibt es keinen einheitlichen Support. Für ein optimales Zusammenspiel von Router, Access Points und Switches sollten alle Komponenten nach Möglichkeit von einem Hersteller kommen. Ein homogenes Netz mit aufeinander abgestimmten Komponenten erhöht sowohl die Zuverlässigkeit als auch die Leistungsfähigkeit des Netzwerks.

Installation der Geräte: Standortwahl wichtig

Bei der Installation der Access Points ist es ratsam, zunächst zu prüfen, wo der beste Standort für das jeweilige Gerät ist, um eine optimale Versorgung der Räumlichkeiten mit WLAN zu garantieren. Auch hier empfiehlt es sich, mit einem Systemhaus zusammenzuarbeiten.

Tipp: Hilfsmittel, wie moderne Ausleuchtungssoftware oder spezielle Messgeräte, unterstützen bei der Entscheidungsfindung und machen deutlich, wo die Hardware am effizientesten platziert werden kann.

Verfügbarkeit sicherstellen

Um eine möglichst hohe Verfügbarkeit des gesamten Netzwerks zu erreichen, lohnt es sich, in entsprechende Redundanz-Konzepte zu investieren, damit WLAN, Internet und VPN-Verbindung nahezu ununterbrochen verfügbar sind.

Zentrale Verwaltung aller Geräte und Komponenten: WLAN Controller oder Cloud

Bei der zentralen Verwaltung beziehungsweise dem Management des Netzwerks gibt es unterschiedliche Ansätze:

Möglichkeit 1: WLAN Controller und Fernwartung

So kann für die Konfiguration und das Management eines Drahtlosnetzwerks ein WLAN-Controller genutzt werden. Über diese zusätzliche Hardwarekomponente kann das WLAN von zentraler Stelle verwaltet werden. Das heißt, der Netzwerk-administrator muss nicht vor Ort in der Schule sein, um das Netz zu betreuen. Außerdem lassen sich auch Router und Switches via Fernwartung vom Administrator managen.

Möglichkeit 2: Cloud-Lösung

Neben diesen klassischen Wegen verbreitet sich ein weiterer Ansatz immer mehr: Wer alle Netzwerkkomponenten, also Router, Access Points und Switches, automatisiert und zentral managen und konfigurieren möchte, der wählt eine flexible, webbasierte Cloud-Lösung, die modernste Software-defined Networking-Technologie nutzt und die Bereiche WAN (Wide Area Network), LAN (Local Area Network) und WLAN (Wireless Local Area Network) in nur einem System abbildet.

Bei diesem Cloud Management System ist keine manuelle Einzelkonfiguration der Netzwerkgeräte notwendig. Der Administrator muss nur noch die Rahmenbedingungen für das Netzwerkdesign vorgeben. Die Konfiguration und das Ausrollen des Netzwerks erfolgen automatisch über das System und sind maximal sicher.

  • Vorteil: Komplexe Netzwerkkonfigurationen reduzieren sich auf nur wenige Minuten und Klicks.
  • Bei der Wahl des richtigen Cloud-Anbieters ist zuvor ein genauer Blick auf das verfügbare Produktportfolio erforderlich. Seine Auswahl an Hardware, die „Cloud-ready“ ist, muss so umfangreich sein, dass sie problemlos alle Kundenanforderungen abdeckt. Außerdem gilt: Je homogener ein Netzwerk ist, desto stabiler arbeiten alle Komponenten zusammen. Dies erhöht nachhaltig die Ausfallsicherheit des Netzwerks.

Den richtigen Hersteller finden

Achten Sie bei der Herstellerwahl vor allem darauf, dass die Komponenten von einem vertrauenswürdigen Anbieter stammen. Folgende Punkte sind dabei wichtig:

  • Der Hersteller sollte auf Nachfrage eine Backdoor-Freiheitserklärung nachweisen können. Damit belegt er, dass seine Produkte frei von versteckten Zugangsmöglichkeiten und sonstigen unerwünschten Funktionen zur Ein- und Ausleitung oder Manipulation von Daten sind.
  • Hardware-Produkte und Software-Lösungen sollten in Deutschland oder Europa entwickelt und gefertigt werden und damit den hohen europäischen Qualitäts- und Datenschutzstandards entsprechen.
  • Ebenfalls macht es Sinn, im Vorfeld zu prüfen, ob der Hersteller über einen längeren Zeitraum kostenlos Feature- und Security-Updates für seine Produkte anbietet. Damit sichern Sie ihre Investitionen in die Netzwerk-Infrastruktur langfristig ab.
  • Bei Cloud-Anbietern ist darauf zu achten, dass das Hosting der Server in Deutschland erfolgt oder eine sogenannte Private Cloud-Variante angeboten wird. Nur so kann sichergestellt werden, dass für die Verarbeitung, Übertragung und Speicherung der Daten höchste Datenschutzrichtlinien gelten.

Achtung: Datenschutz beachten!

Setzen Sie sich intensiv mit dem Thema Datenschutz auseinander. Vor allem wenn Sie ein Cloud-gemanagtes Netzwerk favorisieren, ist es wich- tig, dass Sie mit Anbietern zusammenarbeiten, die den hohen europäischen Datenschutzstandards unterliegen.

Die Daten, die bei Netzwerkmanagement aus der Cloud verarbeitet wer- den, können theoretisch auch von Ihrem Cloud-Betreiber „mitgelesen“ und ausgewertet werden. Bei den Daten handelt es sich um Schlüssel/ Zugangsdaten zum Netzwerk sowie sämtliche protokollierte Metadaten (unter anderem die IP- & MAC-Adressen). Diese „Produktivdaten“ lassen es zu, direkte Rückschlüsse auf das Nutzungsverhalten von Schülerschaft und Lehrkräften zu ziehen.

Unterliegt ihr Cloud-Betreiber nationalgesetzlichen Regelungen, die eine Auswertung dieser Daten durch Sicherheitsbehörden nicht ausschließen, könnte dies auch rechtliche Konsequenzen für den Datenschutz-Verant- wortlichen der Schule – im Allgemeinen ist dies der/die Schulleiter/in – haben. Datenschutz sollte also nicht auf die leichte Schulter genommen werden.

Wer betreut das Netz? Schulverwaltungsämter in der Pflicht

In einer großangelegten Umfrage der ARD haben im Jahr 2019 rund 5.259 Schulleiter und Schulleiterinnen Fragen zur Digitalisierung ihrer Schulen beantwortet. Eines der zentralen Ergebnisse war, dass rund die Hälfte der Schulen beim IT-Support auf die eigenen Lehrkräfte zurückgreifen muss. Das bestätigt auch der Blick in die deutschen Schulen: Oft verwaltet der Hausmeister nebenbei das Schulnetzwerk. Oder technikaffine Lehrerinnen und Lehrer machen sich nach Schulschluss an die Fehlersuche oder die Informatikklasse erweitert als Hausaufgabe das schuleigene WLAN. In manchen Fällen fahren Schulen mit diesem Konzept gut, in den meisten Fällen dürfte es aber keine guten Noten für das Ergebnis geben.

Hier sind die Schulverwaltungsämter in der Pflicht, den Schulen bei der Betreuung und Implementierung ihrer Netze zur Seite zu stehen. Verwaltung, Planung und Konfiguration eines Schulnetzwerks gehören in professionelle Hände. All dies sollte zwingend vom Schulverwaltungsamt koordiniert werden.

Ob die Betreuung der Netzwerke über einen städtischen IT-Dienstleister, ein Systemhaus oder einen Fachhändler läuft, ist zweitrangig. Wichtig ist, dass eine zentrale, kostensparende und hochautomatisierte Lösung gewählt wird, die mit wenig Aufwand ein Maximum an Effizienz erzielt.

Hier bietet sich das bereits beschriebene Cloud Management System an. Das System stellt sich dynamisch auf die Nutzeranforderungen ein, ist zukunftsorientiert und maximal sicher. Das Ergebnis: Lehrkräfte und Schüler können sich auf den Unterricht konzentrieren, während im Hintergrund das Schulnetz zuverlässig und sicher seinen Dienst verrichtet.

Über den Autor

Dirk Hetterich (zum Expertenprofil) ist für den deutschen Netzwerkhersteller LANCOM Systems als Sales Manager Named Accounts tätig. Aufgrund seiner mehr als zehnjährigen Berufserfahrung in der Netzwerkbranche mit dem Schwerpunkt Education verfügt er über umfangreiches Wissen zur Digitalisierung von Schulen und Bildungseinrichtungen. Er betreut Vertriebsprojekte aller Größenordnungen und berät Systemhäuser und Endkunden bei der Realisierung von Netzwerk-Infrastrukturen an Schulen.

Kontakt: Wenn Sie mit unseren Expertinnen und Experten Kontakt aufnehmen möchten, besuchen Sie bitte unsere Expertencommunity unter www.netzwerk-digitale-bildung.de/das-netzwerk/expertencommunity/

IT-Infrastruktur mit Einführung in Endgeräte und Support

Autoren: Goran Hauser, Education Lead, Intel Deutschland GmbH und Alexander Schmieden, geschäftsführer Direktor just ask! GmbH

Grundlagen – Was muss ich wissen

Um den DigitalPakt Schule und die digitale Transformation an sich erfolgreich zu gestalten, benötigen Schulen eine sichere, gut funktionierende und gleichfalls wartungsarme Technologie, die zudem einfach zu bedienen ist. Nur hierdurch gewinnen Lehrkräfte möglichst viel echte Lernzeit und können sich auf das konzentrieren, was wirklich zählt: einen motivierenden und wirksamen Unterricht zu gestalten und die Schülerinnen und Schüler durch das Ausbilden digitaler Kompetenzen und zukunftsrelevanter Fähigkeiten für ein Leben in einer digitalisierten Welt nach der Schulzeit zu befähigen. Auf diese Weise lernen Schülerinnen und Schüler, digitale Medien verantwortungsvoll und selbstbestimmt zu nutzen, und haben nicht zuletzt auch gute Chancen auf dem Arbeitsmarkt der Zukunft.

Denken Sie bei der IT-Infrastruktur heute schon an die nahe Zukunft

Gut durchdachter Fahrplan: Medienentwicklungsplan

Um die im Fokus stehenden Kompetenzen für das 21. Jahrhundert zu fördern, die zu kritischem, kollaborativem und schöpferischem Denken anregen, bedarf es zunächst eines gut durchdachten Fahrplans, den Medienentwicklungsplan. Hierbei ist die technische Seite konsequenterweise ein fester Bestandteil eines digital unterstützten pädagogischen Konzepts. Denn die Technik verändert wie, wann und wo Schülerinnen und Schüler heute und morgen lernen. Sie bietet ihnen und den Lehrkräften eine Fülle neuer Möglichkeiten in jeder Phase des Lernprozesses.

Investition in die Technik lohnt sich

Doch neue digitale Technologie im Schulbetrieb einzusetzen bedeutet mitunter auch, beachtliche Investitionen zu tätigen. Umso wichtiger ist es, ausreichend Zeit für die Recherche einzuplanen, Erfahrungen mit anderen Schulen auszutauschen und sich unabhängig beraten zu lassen. Nur ein sorgfältiges Abwägen garantiert eine optimale Zusammenstellung der Hard- und Software für die jeweiligen Bildungsziele und die eigene Schulverwaltung – um nicht nur für heute, sondern auch für die nahe Zukunft gut aufgestellt zu sein.

Tipp: Investieren Sie lieber einmal in die richtige Technologie als am Ende zweimal investieren zu müssen.

Welche Leistung die IT-Infrastruktur braucht

Blooms Taxonomie bietet einen hilfreichen Ansatz, um aus den Lernzielen die aktuellen und für die Zukunft zu berücksichtigenden Leistungsvoraussetzun- gen an die IT-Infrastruktur abzuleiten:

Damit der Unterricht mit digitalen Medien Schülerinnen und Schülern sowie Lehrkräften Freude bereitet und seine Wirksamkeit voll entfalten kann, ist die eingesetzte Technik entscheidend. Sie muss die Leistungsmerkmale bieten, die zur Förderung höherer Kompetenzniveaus wie Analysieren, Evaluieren und Erschaffen gemäß Bloom’s Taxanomie benötigt werden.

Wichtig! Achten Sie deshalb auf die passende Rechnerleistung für Ihren gewünschten Einsatzzweck. Nur so investieren Sie von Beginn an umsichtig und zukunftssicher. Das richtige leistungsstarke Endgerät inklusive Tastatur, Touchfunktion und Stift öffnet die Tür zu einer modernen digital unterstützten Bildung, die Lehrkräfte sowie Schülerinnen und Schülern gleichermaßen begeistert.

Sorgen Sie für Nachhaltigkeit:
Vermeiden Sie die Kostenfalle

Die IT-Infrastruktur an Schulen ist hochkomplex: durch die hohen Anforderungen an Leistungsfähigkeit, Sicherheit und die Notwendigkeit der Standardisierung verschiedener Schulnetzwerke wie Verwaltungs-, Gäste- und Pädagogisches Netzwerk bei gleichzeitiger Vielfalt vorhandener Geräte, Systeme und individuellen pädagogischen Konzepten. Stellen Sie daher sicher, dass Sie auf nachhaltige Lösungen setzen, die Sie zukunftssicher und kompatibel – zum Beispiel durch die Funktionsfähigkeit mit verschiedenen Betriebssystemen – auf Ihrer Reise des stufenweisen Ausbaus digitaler Technologien begleiten.

Regelbetrieb der IT ist durch den DigitalPakt Schule nicht abgedeckt

Denken Sie bei Ihren Überlegungen auch stets daran, dass die nach dem Infrastrukturaufbau anfallenden laufenden Kosten (Regelbetrieb) für Administration, Wartung und Support bei möglichen Hard- und Softwareproblemen mit dem DigitalPakt Schule nicht förderfähig sind. Professionell im Unternehmenskontext bewährte Geräte und Lösungen reduzieren diese laufenden Kosten.

Mannigfaltige Anforderungen an Hard- und Software im Schulbetrieb

Für welche Technik Sie sich auch entscheiden: Technik im Schulumfeld muss höchsten Anforderungen gerecht werden. Sie muss wie folgt sein:

  • sicher – damit auch die höchsten Anforderungen an Datenschutz undDatensicherheit erfüllt werden können,
  • einfach zu bedienen – damit Lehrkräfte nicht vom Wesentlichen abge-lenkt werden,
  • performant – die Technik muss leistungsfähig sein und gut funktionie-ren, damit der Lernerfolg der Schülerinnen und Schüler im Mittelpunkt steht,
  • wartungsarm – damit der Support-Aufwand und die laufenden Kostennicht außer Kontrolle geraten,
  • robust – damit Systembetreuer aufatmen können,
  • kompatibel – damit Heterogenität an Hard- und Software in der Schuleauch problemlos zusammenspielt,
  • zukunftssicher – damit die Schule bereits heute auf Berufe vorbereitenkann, die es erst morgen geben wird, zum Beispiel mit Anwendungen für Virtuelle Realität, Künstliche Intelligenz oder Robotertechnik, und sich nicht herausstellt, dass die neu angeschaffte Technologie bereits veraltet ist.

Wichtig! Mit einer modernen IT-Infrastruktur schaffen Sie die Grundlage für ein ganzheitliches Lernerlebnis, das es Schülerinnen und Schülern ermög- licht, ihr volles individuelles Potenzial zu nutzen, und das die Fähigkeiten und Kompetenzen fördert, die auf die Arbeitswelt 4.0 vorbereiten. Zudem schützt die optimale Technologie wichtige Schülerdaten, verbessert die Effizienz in der Schulverwaltung und bietet die nötige Sicherheit und den erforderlichen Datenschutz.

Die richtige Technik: für Lehrende und Lernende

Abhängig von den angestrebten pädagogischen Lernzielen leiten sich pädagogische und technische Anforderungen an Arbeits- und Endgeräte für den Schulalltag ab. Je nach Lernort und Einsatzszenario lassen sich beispielsweise Kategorien wie Mobilität, Gewicht, Robustheit, Leistungsfähigkeit, Anschlussarten, Verbindung zu Netzwerken und Internet, Wartungstauglichkeit oder Audio- und Videofähigkeit identifizieren.

Pädagogisches Potenzial verschiedener Geräte-Formfaktoren

Grundsätzlich lässt sich sagen, dass je vielfältiger und leistungsfähiger ein Gerät einsetzbar ist, umso produktiver auch damit gearbeitet werden kann. Die Gerätevielfalt wird anhand der unten stehenden Grafik deutlich:

Generell sollten heutzutage mobile Endgeräte mit Toucheingabe, stabiler Tastatur und aktiver Stifteingabe den Standard an Schulen setzen. Neben einer schulalltagstauglichen Robustheit sollten Sie bei der Geräteauswahl auf zahlreiche Anschlussmöglichkeiten (zum Beispiel USB, Thunderbolt, HDMI, Klinkenstecker 3,5mm) und im besten Fall auf eine Front- als auch eine rückwärtige Kamera achten, um aktuelle und vor allem zukünftige Lernszenarien abdecken zu können.

Optimale Geräteigenschaften

Bei der Stiftauswahl sollten sie auf aktive Stifte zurückgreifen, da diese druck- empfindlich sind und es dem Anwender ermöglichen, feine Linien mit hoher Genauigkeit zu zeichnen. Aktive Stifte können etwa dazu verwendet werden, um den Handschrift-Unterricht für jüngere Schüler zu verbessern. Ältere Schüler und Lehrkräfte können damit komplexe Texte und Formeln schreiben oder eigene Grafiken zeichnen. Diese Lösung fördert zudem die Kreativität indem sie Raum für interaktive, kreative und anregende Lernerfahrungen schafft und das nichtlineare Denken in allen Altersstufen erleichtert.

Der Stift ist letztlich ein Kreativitätswerkzeug. Die Tastatur ist ein Produktivitätswerkzeug. Manchmal braucht man nur eines davon und manchmal benötigt man beides.

Exkurs: Das richtige Betriebssystem

Zu Beginn der Überlegungen ist es unabdingbar, sich die Frage nach dem am besten geeigneten Betriebssystem zu stellen. Denn hiermit sind wesentliche Aspekte und gegebenenfalls sogar Einschränkungen verbunden:

  • Über welche Anschlussmöglichkeiten verfügen die Geräte?
  • Welche Anwendungen lassen sich darauf installieren?
  • Wie lassen sich die Geräte verwalten?
  • Gibt es laufende Kosten?
  • Ist das Gerät auch in fünf Jahren (typische Haltedauer in Schulen) noch zeitgemäß?

Tipp: Grundsätzlich empfehlenswert ist, sich auf ein Betriebssystem für alle eingesetzten Geräte (stationäre und mobile Geräte) festzulegen. Dies vereinfacht den Schulungs- als auch Verwaltungsaufwand erheblich. Jedes Betriebssystem haz einen unterschiedlichen Aufbau und demnach auch andere Schwerpunkte.

Arbeits- und Endgeräte für Lehrende

Weshalb sollten professionelle Industriestandards, die für Mitarbeiter von Großunternehmen, den Mittelstand und das Handwerk selbstverständlich sind, nicht auch in Lehrberufen zur Verfügung stehen? Professionelles Arbeiten erfordert professionelle Arbeitsmittel – egal welcher Berufung der Anwender nachgeht. Gerade in der Schule müssen Arbeitsmittel höchste Sicherheitsstandards erfüllen. Auch hier sollten professionelle Wartung und Service der Arbeitsgeräte selbstverständlich sein. Vor allem aber muss die Hardware den Bedürfnissen der Rolle der Lehrkraft vollumfänglich gerecht werden.

Anforderungsempfehlungen

Für die nötigen Anwendungsbereiche – Verwaltungsarbeiten, Vor- und Nachbereitung des Unterrichts sowie Unterricht selbst – ergeben sich für mobile und stationäre Arbeitsplätze zusammengefasst folgende Anforderungsempfehlungen:

  • Multi-User-Login, damit mehrere Nutzer das Gerät in ihrer eigenengeschützten Arbeitsumgebung nutzen können, vorzugsweise mit Mehrfaktor-Authentifizierung mit mindestens zwei Faktoren als Identi- tätsnachweis wie Passwort und Fingerabdruck
  • Fernwartungsfähigkeit, welche am besten auch bei ausgeschalteten Ge-räten, defektem Betriebssystem und ohne LAN-Kabel funktioniert
  • Datensicherheit
  • Nutzung im Verwaltungsnetz und im pädagogischen Netzwerk
  • vielfältige Anschlussmöglichkeiten wie zum Beispiel für den Anschlussan Präsentationstechnik (Whiteboard/Touchdisplay, Projektor)
  • bedarfsgerechte Ausstattung nach Nutzungskonzept, beispielsweise fürdie Verwendung der eigenen digitalen Unterrichtsvorbereitung über Whiteboard, Bildschirmübertragung, Dateiübertragung an Schülerrech- ner, Abrufen und Verteilen unterrichtsgeeigneter und auf den jeweiligen Lehrplan abgestimmter digitaler Lernmaterialien, Videos und Übungen
  • Mobilität (Akkulaufzeit)
  • Diebstahlschutz

Arbeits- und Endgeräte für Lernende

Das Nutzungsmodell bestimmt den Ort des Einsatzes von Schülergeräten sowie die Anforderungen an das Endgerät. Je nach Profil und Entwicklung der Schule ergeben sich vielfältige Wege des Einstiegs in das Lernen und Lehren mit digitalen Werkzeugen.

Anforderungsempfehlungen

Es gibt nicht die eine perfekte Ausstattung, sondern es handelt sich um eine graduelle Anpassung der pädagogischen Vorhaben und der erforderlichen Werkzeuge zur Umsetzung dieser pädagogischen Ziele. Ein durchdachter medienpädagogischer Plan, der im besten Fall bereits einen Planungshorizont von drei bis fünf Jahren umfasst, ist daher für die Auswahl der Geräte essenziell. Dies gilt insbesondere für den Einsatz aktuellster Technologien wie Künstliche Intelligenz und Virtuelle Realität und auch bei der Vermittlung von Kompetenzen im Bereich von Design Thinking, ein Ansatz um Probleme besser zu lösen, Robotertechnik, Programmieren, Künstliche Intelligenz. Aus diesem Grund sollte auch hier auf die Verwendung von ausreichend leistungsstarken Geräten geachtet werden. Dieser Aspekt sollte insbesondere bei einer längeren Haltedauer von mehr als drei Jahren berücksichtigt werden.

Sowohl für mobile als auch stationäre Arbeitsplätze zum Beispiel für den Fachunterricht ergeben sich zusammengefasst folgende Anforderungsempfehlungen neben den bereits oben erwähnten für Lehrende:

  • längerfristige Verfügbarkeit und Homogenität bei der Beschaffungvon Hard- und Software, um unnötige zusätzliche Wartungskosten zu vermeiden
  • Robustheit – auch bei externen Eingabegeräten wie Maus, Tastatur,Grafik-Tablet sollten Industriestandards entsprechen
  • Nutzung im pädagogischen Netzwerk
  • bedarfsgerechte Ausstattung und Leistung nach Nutzungskonzept

Einer Schlüsselrolle kommen vielfältige Anschlussmöglichkeiten und angemessene Leistung zu – da je nach Schwerpunktbereich gegebenenfalls folgende zusätzliche Ausstattungsgegenstände benötigt werden:

  • für das computergestützte Experimentieren in den Fächern Biologie,Chemie und Physik Schnittstellen zur Messwertaufnahme und Programme zur Erfassung, Speicherung und Auswertung der Messwerte;
  • für das Fach Technik Modelle (wie Ampel oder Styroporschneider),Geräte (3D-Drucker) sowie Schnittstellen und Programme zu deren Ansteuerung;
  • im Fach Kunst für die digitale Bildverarbeitung ein Computersystem miteiner Schnittstelle zur Aufnahme von Videosignalen, eine Einrichtung zur Synchronisation und Mischung von Audio- und Videosignalen sowie Software für die Bildbearbeitung;
  • im Fach Musik ein Computersystem mit einem MIDI-Interface (falls anzu-schließende Geräte wie Synthesizer dies benötigen, ansonsten USB), Geräte für die Klangerzeugung (zum Beispiel Synthesizer) und Programme für die Komposition und Produktion.

Checkliste Endgeräte Lernumgebung

  1. Kann das Gerät mit Ihren lehrplanbasierten digitalen Inhalten und Anwendungsprogrammen umgehen?
  2. Unterstützt das Gerät sowohl Online- als auch Offline-Lernen?
  3. Unterstützt das Gerätmoderne und zukünftige Lehr- und Lernprozesse (wie Virtuelle Realität, Augmented Reality)?
  4. Ermöglicht das Gerät mehrere Benutzereingabemethoden (Stift, Tastatur, Touch, Sprache)?
  5. Ist das Gerät mit Ihren anderen, aktuell und zukünftig verwendeten Geräten, Software und Infrastruktur kompatibel?

Gerätefunktionalität

  1. Verfügt das Gerät über einen ausreichenden Funktionsumfang, Anschlussmöglichkeiten und Leistung, um eine Verwendung jetzt und in Zukunft sicherzustellen?
  2. Ist die Akkulaufzeit für den Schultag (aktuell und zukünftig) ausreichend?
  3. Ist die Bildschirmgröße ausreichend, um Schüleraufgaben angemessen zu unterstützen, wie zum Beispiel Lesen von Texten, handschriftliche Annotationen?
  4. Kann das Gerät sowohl mit Produktivitätssoftware als auch mit Webanwendungen umgehen?
  5. Unterstützt das Gerät die Verwendung von mehreren Benutzern?

Verwaltbarkeit und Bereitstellung

  1. Ist das Gerät ausreichend langlebig und wartungsfähig für die geplante Haltezeit?
  2. Gibt es eine ausreichend lange Geräte-Garantie für die geplante Haltezeit mit entsprechenden Reaktionszeiten wie Vor-Ort- Austausch/Reparatur am nächsten Schultag?
  3. Verfügt das Gerät über integrierte Verwaltungsfunktionen zum Beispiel für BIOS und Software-Updates oder Fernsteuerung?
  4. Verfügt das Gerät über geeignete Sicherheitsverwaltungsfunktionen wie anpassbare Multifaktor-Authentifizierung von Nutzern, hardware- basierter Schutz vor Sicherheitsbedrohungen?
  5. Bietet das Gerät einen ausreichenden Schutz der Anwenderdaten?

Die richtige Umsetzung: Server/Cloud-Infrastruktur und deren Verwaltung im schulischen Umfeld

Neben den Arbeits- und Endgeräten sind verschiedene digitale Anwendungen für die tägliche Arbeit an der Schule eine notwendige Voraussetzung. Sie vereinfachen organisatorische Aufgaben, unterstützen bei der Kommunikation und Zusammenarbeit und bieten die Möglichkeit zu einem orts- und zeitunabhängigen Lernen. Diese Anwendungen können in der Schule, im kommunalen Rechenzentrum oder in der sogenannten Cloud bereitgestellt werden. In der Regel wird dies über eine sogenannte pädagogische Oberfläche/pädagogische Plattform erreicht, welche die gängigsten Anwendungen auf einer zentralen Oberfläche bündelt.

Schulübergreifende Lösung „Community Cloud“

Begriffsdefinition „Cloud“
gemäß des National Institute for Standards and Technology (NIST)

Sie soll Ihnen die Auswahl bezüglich der vier meistgenutzten Liefermodelle erleichtern:

Public Cloud – die öffentliche Rechnerwolke

Sie bietet Zugang zu abstrahierten IT-Infrastrukturen für die breite Öffentlichkeit über das Internet. Public-Cloud-Dienstanbieter vermieten IT-Infrastruktur an ihre Kunden. Die Bezahlung erfolgt entsprechend der tatsächlichen Nutzung (pay-as-you-go), ohne Kapital in Rechner- und Datenzentrumsinfrastruktur investieren zu müssen.

Private Cloud – die private Rechnerwolke

Eine Private Cloud ist eine Cloud-Umgebung, die ausschließlich für eine Organisation betrieben wird. Das Hosten und Verwalten der Cloud-Plattform kann intern (beispielsweise durch ein kommunales Rechenzentrum), aber auch durch Dritte erfolgen.

Hybrid Cloud – die hybride Rechnerwolke

Sie bietet kombinierten Zugang zu abstrahierten IT-Infrastrukturen aus den Bereichen von Public Clouds und Private Clouds nach den Bedürfnissen ihrer Nutzer.

Community Cloud – die gemeinschaftliche Rechnerwolke

Sie bietet Zugang zu abstrahierten IT-Infrastrukturen wie bei der Public Cloud – jedoch für einen kleineren Nutzerkreis, der sich, meist örtlich verteilt, die Kosten teilt. Das sind zum Beispiel mehrere städtische Behörden, Schulen, Universitäten, Betriebe oder Firmen mit ähnlichen Interessen.

Pädagogische Plattform als Arbeits- und Unterrichtszentrale

Eine pädagogische Plattform dient den beteiligten Benutzergruppen wie Schulleitung, Lehrkräfte, Schülerinnen und Schüler als Startpunkt für die Nutzung der unterschiedlichen digitalen Anwendungen wie beispielsweise der Ablage von Dateien, der Nutzung von Kommunikationsdiensten wie E-Mail, der zentralen Verwaltung der Geräte und ihrer Software (MDM: Mobile Device Management). Im Idealfall vereint sie all dies in einem zentralen Arbeitsbereich. Dadurch er- höht sie die Akzeptanz des neuen Systems und der neuen Funktionalitäten im Schulalltag und stärkt den Nutzen der eingesetzten Technologie.

Wichtig! Damit dies auch gelingt, muss sich eine solche Oberfläche daran messen lassen, inwieweit sie die Nutzung von IT-Systemen deutlich vereinfacht und damit einem breiten Kollegium und allen Schülern einen sicheren und selbsterklärenden Umgang ermöglicht.

Hierfür sollte die Plattform den Schuladministratoren hilfreiche Werkzeuge bereitstellen, um ganz typische Unterrichtsszenarien besser zu organisieren. Auf diese Weise können mit wenigen Klicks beispielsweise Lerngruppen angelegt und Dateiablageorte für Informationsmaterial von Lehrern, Arbeitsergebnisse von Schülern, Klassenarbeiten und allgemeine Schulinformationen planvoll festgelegt werden. Ein wichtiger Punkt – insbesondere in der beruflichen Bildung – ist die Möglichkeit zum Durchführen digitaler Prüfungen, die ebenfalls über eine solche Plattform erfolgen kann.

Kommen unterschiedliche mobile Endgeräte und gegebenenfalls Betriebssysteme zum Einsatz (zum Beispiel beim BYOD-Ansatz, siehe Kapitel 6), schafft erst eine zentrale pädagogische Oberfläche die erforderliche Chancengleichheit durch eine für alle Beteiligten einheitliche Lernumgebung.

Tipp: Hier gilt es unbedingt zu berücksichtigen, dass die Plattform sämtliche relevante Betriebssysteme unterstützt, damit sie auch zum Beispiel für einen zentralen Dateiablageort genutzt werden kann.

Verschiedene Managementsysteme: IDM und IAM

 Die Anzahl der digitalen Angebote – insbesondere für die Unterrichtsgestal- tung – nimmt stetig zu. In den nächsten Jahren werden viele neue Anwendun- gen in die pädagogischen Oberflächen integriert werden. Damit das Potenzial dieser Anwendungen im Schulalltag auch tatsächlich und sicher genutzt wird, ist die Nutzung eines zentralen Identitätsmanagements (IDM) oder Identitäts- und Zugriffsmanagements (IAM) unabdingbar. Hierüber lassen sich zentral die Identitäten und Zugriffsrechte der jeweiligen Nutzer, wie einzelne Schüler oder Lehrer, oder ganzer Nutzergruppen, wie Klassen oder Kurse, organisieren. So erhält jeder Einzelne nur Zugriff auf die Daten, auf die er auch zugreifen darf.

Wichtig! Nur über ein IDM oder IAM wird es möglich, den Nutzern den Zugang zu digitalen Inhalten und Anwendungen zu gewähren, ohne dass jeder Benut- zer für jedes Angebot weitere eigene Zugangsdaten benötigt und hierdurch leicht den Überblick und die Freude an der Nutzung der Angebote verliert.

Professionelle Infrastruktur mit Identitäts- und Zugriffsmanagement

Eine moderne schulische IT-Infrastruktur funktioniert also zwangsläufig nur mit einem Identitäts- und Zugriffsmanagement. Denn die Vielzahl der bereits heute für Schulen verfügbaren Anwendungen kann ohne die Vereinheitlichung der verschiedenen jeweiligen Benutzerverwaltungen nicht mehr sinnvoll administriert werden. Diese Arbeiten wären sonst extrem aufwändig, teilweise unvollständig und auch fehleranfällig

Tipp: Daher geht die aktuelle Entwicklung folgerichtig weg von dezentralen Schulserver-Lösungen zu professionellen und zugleich kostensparenden schulübergreifenden Lösungen. Diese stellen zentral für alle betei- ligten Schulen das Zusammenwirken der verschiedenen Systeme und Anwendungen sicher und sind damit eine ganz wesentliche Bedingung, damit die digitale Entwicklung im Schulbereich gelingt.

IT-Service im schulischen Umfeld

So bereichernd Unterricht mit Unterstützung der digitalen Medien auch sein kann: Jeder Systembetreuer kennt den hohen und zu einem großen Teil unkompensierten Aufwand, der mit der Administration der schulischen IT verbunden ist. Gerade die vom DigitalPakt Schule angestrebten zentral aufgebauten professionellen Strukturen für Administration, Wartung und Support sind in der Regel sehr kostenintensiv. Und der folgende Regelbetrieb der IT ist mit dem DigitalPakt Schule nicht förderfähig.

Die Antwort können damit nur wartungsarme, langfristig kostengünstige und sichere Lösungen geben, zum Beispiel Intel® vPro™ Plattform mit Intel® AMT (Active-Management-Technik). Denn hierdurch lassen sich per komfortabler Fernsteuerung mit geringstem Aufwand und ohne versteckte Zusatzkosten Geräte erfassen, diagnostizieren, updaten, instand setzen und schützen. Im Gegensatz zu herkömmlichen MDM-Lösungen setzt die Fernwartung von Intel direkt am Chipsatz an. So muss weder ein Gegenüber am zu betreuenden Rechner sitzen, noch wird der Unterrichtsfluss gestört. Damit kann Intel® Technologie die Arbeitsbelastung von Systembetreuern maßgeblich senken und den Schul- budgets dabei helfen, ein Maximum aus dem DigitalPakt Schule zu gewinnen.

Wichtig! Aus unserer Perspektive und gleichfalls bezugnehmend auf die Förderrichtlinien des DigitalPakts Schule ist es für eine funktionierende und nachhaltige digitale Transformation der Bildung in Deutschland unabdingbar, nicht nur die Beschaffung an sich, sondern insbesondere auch die Fragen der War- tung und des Supports zu beachten. Denn hiermit sind mitunter versteckte Kosten beziehungsweise Folgekosten verbunden, die ohne eine ausreichende Beachtung im Nachhinein sehr teuer zu Buche stehen können.

Über die Autoren

Dipl. Staatsw. Goran Hauser (zum Expertenprofil) ist als Education Lead für den führenden Halblei- terhersteller Intel tätig. Aufgrund seiner mehr als zehnjährigen Berufserfahrung in der IT-Branche mit dem Schwerpunkt Education verfügt er über profundes Wissen und ein umfangreiches Netzwerk von Kontakten zur Umsetzung von Digitalisierungsstrategien in Bildungseinrichtungen. Er berät Bildungseinrichtungen und ihre Träger bei der Realisierung von IT-Infrastrukturprojekten und betreut Vertriebsprojekte aller Größenordnungen.

Dipl. Pol. Alexander Schmieden ist geschäftsführender Gesellschafter der Beratungs- und Trainingsagentur just ask! GmbH. Der „Global Hero in Educa- tion“ ist Lehrbeauftragter an einer Reihe von Universitäten und Speaker zum digitalen Wandel. Als Experte für die Implementation und Anwendung digital unterstützter Kommunikation, Kollaboration und Prozessoptimierung bildet er deutschlandweit Multiplikatoren aus Schule und Wirtschaft aus.

Kontakt: Wenn Sie mit unseren Expertinnen und Experten Kontakt aufnehmen möchten, besuchen Sie bitte unsere Expertencommunity unter www.netzwerk-digitale-bildung.de/das-netzwerk/expertencommunity/

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