Allgemeine Hinweise

Die Erfahrungen des zurückliegenden Zeitraums des Landesprogramms „Schule@Zukunft“ zeigen, dass durch verbesserte IT-Ausstattungen andere, für Schülerinnen und Schüler motivierende und damit effektivere Lernformen ermöglicht werden. Dies ist gerade im Hinblick auf die Tatsache, dass viele Schulen ganztägige Angebote in ihr Curriculum aufgenommen haben, von großer Bedeutung. Ein pädagogisch begründeter Einsatz neuer Medien im Pflicht- und Wahlunterricht stellt eine Möglichkeit dar, ein breites Spektrum an zusätzlichen sinnvollen Lernangeboten für Schülerinnen und Schüler aufzubauen. Ein wichtiger Schwerpunkt neben dem regulären Einsatz von Computern im Fachunterricht ist die Förderung selbstständigen Lernens. Durch den Aufbau von jederzeit nutzbaren „virtuellen Wissenszentren“ in den Schulen kann diese Lernform unterstützt und gefördert werden.

„Traditionelle Wissenszentren“ sind gegenwärtig vorwiegend in Form von Schulbibliotheken zu finden. Diese beinhalten neben Printmedien wie Fachbücher, Lernkarteien, Arbeitshefte, Broschüren, Nachschlagewerke, usw. oftmals eine IT-Ausstattung in Form von mehreren Computerarbeitsplätzen.

Durch den Aufbau „virtueller Wissenszentren“ kann ein „traditionelles Wissenszentrum“ durch eine Vielzahl neuer Möglichkeiten ergänzt werden. So steht den Lernenden unabhängig von Zeit und Ort ein Zugriff auf Programme, Daten, Lern- und Kooperationsumgebungen offen, um Fragestellungen, die aus dem Unterricht oder privatem Interesse erwachsen sind, alleine oder in Gruppen zu bearbeiten. Der digitale Content eines „virtuellen Wissenszentrums“ sollte neben Standardsoftware, fachspezifischen Lernprogrammen, Materialsammlungen und themenspezifischen Linksammlungen auch ein internetbasiertes Kooperationssystem beinhalten.

Diese „virtuellen Wissenszentren“ können von allen Mitgliedern (auch den Eltern) der Schulgemeinde genutzt werden.

Durch eine didaktisch-methodisch ausgewogene Verknüpfung von traditionellem Lernen und Arbeiten in „virtuellen Wissenszentren“ besteht die zusätzliche Möglichkeit, Schülerinnen und Schüler individuell zu fördern.

Konzepte von innerer Differenzierung im Unterricht lassen sich durch den Einsatz neuer Medien ergänzen.

Aufbauend auf den durch das Landesprogramm „Schule@Zukunft“ erreichten IT-Lösungen in Hessischen Schulen sollen die folgenden Ausführungen eine Handreichung für eine konsequente Weiterentwicklung der IT-Ausstattung bis zum Jahr 2008 bieten.

1. Einrichtungen in Schulen

1.1 EDV-Räume

1.1.1 Neueinrichtungen

Bei der Ausstattung neuer EDV-Räume sollten folgende Kriterien befolgt werden:Um auch großen Klassen gerecht zu werden, muss ein EDV-Raum mindestens 16 Schülerarbeitsplätze und einen Lehrerarbeitsplatz umfassen. Die Computer sollen dem jeweils aktuellen Hardwarestandard (zurzeit Pentium IV-Klasse, mindestens 512 MB Arbeitsspeicher, DVD-Laufwerk, Festplatte > 80 GB, GigaBit-Netzwerkkarte) entsprechen. Aufgrund der hohen Wärmeentwicklung von Röhrenmonitoren und den gleichzeitig stark gefallenen Preisen für Flachbildschirme sollten letztere den Vorzug erhalten. An zusätzlicher Peripherie sollte ein netzwerkfähiger Laserdrucker, ein Farbdrucker, ein Flachbettscanner, ein Beamer und eine interaktive Tafel eingeplant werden.

Um auch den zusätzlichen Einsatz von Notebooks mit WLAN in einem solchen Raum zu ermöglichen, sollte ein Accesspoint in dem Raum installiert werden. Die aktiven Netzwerkkomponenten sollten auf GigaBit ausgelegt werden, um hohe Datentransferraten zu ermöglichen.

1.1.2 Ergänzungsausstattungen

EDV-Räume, die in den letzten Jahren gemäß den Vorgaben des Landesprogramms „Schule@Zukunft“ ausgestattet wurden, sollten (falls noch nicht geschehen) mit folgenden Komponenten erweitert werden:

1.2 Computerinseln in Klassenräumen

Der Einrichtung von Computerinseln in Klassenräumen sollte eine verstärkte Aufmerksamkeit gewidmet werden, da damit eine Möglichkeit geschaffen wird, durch innere Differenzierung bessere Lernerfolge zu erzielen. Eine solche „Computerinsel“ sollte aus mindestens zwei (besser vier) Computern mit Netzwerkanbindung und einem gemeinsam nutzbaren Drucker bestehen. Ein Flachbettscanner rundet eine solche Ausstattung ab.

1.3 Schulbibliotheken

Durch den Aufbau von Computerarbeitsplätzen in den Schulbibliotheken können vielfältige Möglichkeiten für selbst bestimmtes Lernen und Arbeiten geschaffen werden. Diese Arbeitsplätze sollten von Ihrer Ausstattung her den Arbeitsplätzen in den EDV-Räumen entsprechen. Zusätzlich ist ein Accesspoint, ein netzwerkfähiger Drucker und ein Flachbettscanner zu empfehlen.

1.4 Standortungebundene Computersysteme - Laptops

Die bisherigen IT-Strukturen in den Schulen sind gekennzeichnet von den klassischen PC-Fachräumen, PC-Inseln, wie sie in Bibliotheken und Internet-Cafés vorzufinden sind, und Einzelplätzen in den Klassenräumen. In der Regel sind diese Rechner mit mind. 100 Mbit/s via Kabel in das Schul-Netzwerk eingebunden und erlauben einen schnellen Zugriff auf Daten und multimediale Inhalte wie Audio- oder Video-Sequenzen. Diese statische Struktur wird in der Zukunft zunehmend aufgelöst durch den Einsatz von mobilen Rechnern in Form von Notebooks. Sie ermöglichen einen flexiblen Einsatz in beliebigen Klassenräumen oder sonstigen schulischen Lokalitäten. Unter diesen Rahmenbedingungen kann allerdings nur ein drahtloser Zugang via Funk erfolgen und es ist Sorge für eine optimale Positierung der erforderlichen Access-Points zu sorgen. Die Vorteile eines solchen mobilen Computing in der Schule sind allerdings mit handfesten Nachteilen verbunden, die sich durch die eben eingesetzte Funk-Technik ergeben. Der theoretischen Bandbreite von 54 MBit/s steht eine in der Praxis nutzbare von 20 MBit/s entgegen, die mit jedem Meter Entfernung vom Access-Point weiter abnimmt. Diese schon drastisch reduzierte Bandbreite müssen sich nun alle Nutzer eines Access-Points teilen. Für die Anbindung an das Internet reicht das aus, aber für die Übertragung großer Datenmengen oder gar die Nutzung multimedialer Inhalte sind solche über Funk angebundenen Notebooks nicht geeignet.

Weiterhin muss dafür Sorge getragen werden, dass die Notebooks mit möglichst geladenem Akku allzeit zur Verfügung stehen, da die Nutzung externer Stromquellen in einem Klassenraum in der Regel nicht gegeben ist.

Mit der sukzessiven Einbindung privater Notebooks in das Schul-Netzwerk wird zwar die Anzahl der verfügbaren Rechner in einer Schule erfreulicherweise erhöht und das Problem der Wartung auf den Besitzer verlagert, aber es treten neue Probleme auf. So muss gewährleistet sein, dass die privaten Notebooks mit dem erforderlichen Sicherheits-Equipment wie Viren-Scanner und Firewall ausgestattet sind und diese auch zeitnah aktualisiert werden. Da hier eine Anbindung an das Schul-Netz nur über Funk erfolgen kann, muss hier eine leistungsfähige und vor allem skalierbare Funknetz-Infrastruktur aufgebaut werden.

Die oben angeführten Nachteile der funkgebundenen Vernetzung lassen sich durch die Installation einer klassischen Verkabelungsstruktur in den Räumen, in denen Notebooks zum Einsatz kommen sollen, vermeiden. Eine solche Maßnahme bietet ein Höchstmaß an Flexibiltät (Notebooks) bei gleichzeitiger hoher Netzwerkperformance, bedarf jedoch einer nicht unerheblichen Investition bei der Installation der Verkabelungen.

1.5 Serversysteme

Ein zeitgemäßer Server sollte bei einer Neubeschaffung mit genügend Leistung im Bereich der Rechenleistung und Datenkapazität ausgestattet werden. Als CPU kommen Intel-Xeon vorzugsweise als Doppel-CPU zum Einsatz. Der RAM Speicher sollte nicht unter 4GB liegen. Die Plattenkapazitäten sollten je nach Einsatzschwerpunkt des Servers in der Größenordnung von 0,5 Terrabyte ausgelegt werden. Als Bussystem sollte SCSI zum Einsatz kommen.

Um die Schule vor vermeidbaren Datenverlusten zu schützen, sollten einerseits geeignete RAID Controller mit Schreib- und Lesecache zum Einsatz kommen. Weiterhin sind geeignete Backupstrukturen vorzugsweise über leicht austauschbare externe Festplattenlaufwerke aufzubauen. Auf diese Datenträger sollte jede Nacht eine Sicherung des Servers vorgenommen werden um diesen im schlimmsten Fall von dieser Sicherung wieder aufbauen zu können.

Bei den Räumlichkeiten in denen der oder die Server aufgestellt werden, ist darauf zu achten, dass eine ausreichende Betriebssicherheit gewährleistet werden kann. Die erfordert unter Umständen neben gesonderter Elektroverkabelung eine funktionierende Klimatisierung der Räume. Weiterhin sind Vorkehrungen zu treffen, die den Zugang zum Raum auf solche Personen reduzieren, die Arbeiten am Server ausführen müssen.

1.6 Netzwerkinfrastruktur

Bei der Verkabelung der Schulen sollte wegen der hohen Amortisierungszeiträume darauf geachtet werden, dass zukunftsträchtige Verkabelungsstandards zum Einsatz kommen. So ist aus heutiger Sicht die Verkabelung mit Gigbit bis zum Schülerarbeitsplatz zu fordern. Weiterhin sollte bei der Verkabelung von Klassenräumen darauf geachtet werden, dass mindestens zwei Netzwerkdosen an den beiden gegenüberliegenden Seiten des Raumes vorzufinden sind. Dadurch können Gefährdungen durch „fliegende“ Verkabelung weitgehend vermieden werden.

2. Software

2.1 Serverbetriebssysteme

Als Standardbetriebssystem für schulische Server haben sich in den letzten Jahren Windows basierte Systeme als sinnvoll erwiesen. Zur Zeit (2006) ist mit Windows 2003 Server ein hochstabiles und flexibles System auf dem Markt, dass sich auch sehr gut für schulische Netzwerkumgebungen eignet. Eine Entscheidung für Windows-Server kann auch damit begründet werden, dass von Microsoft viele Ergänzungen (auch kostenlose) zur Verfügung gestellt werden, um die im LAN vorhandenen Systeme mit Updates und neuen Softwareprodukten zu versorgen. Linux-Systeme, die schon an vielen Stellen ihre partielle Schultauglichkeit bewiesen haben, können alternativ zu Windowssystemen als zusätzliche Internetzugangssysteme eingesetzt werden.

2.2 Clientbetriebssysteme

Aufgrund der fast ausschließlich Windows basierten Anpassung von Lernprogrammen sind Linux-Workstations nur sehr bedingt für den schulischen Einsatz geeignet. Zwar ist das Angebot an Standardsoftware für Linux-Rechner in der Zwischenzeit für Schulen als ausreichend anzusehen, die Unterstützung von Programmautoren für Lehr- und Lernprogramme für Linuxbetriebssysteme ist aber so gering, dass sie vernachlässigt werden kann. Das zurzeit aktuelle Windows-Betriebssystem für Clients ist Windows XP Professional - dieses sollte bis zum Erscheinen eines neuen Systems (Vista) als Standard dienen. Bevor ein Umstieg auf das neue System Vista erfolgen kann, müssen zunächst die in den Schulen eingesetzten Lehr- und Lernprogramme auf ihre Verträglichkeit mit diesem System überprüft werden.

2.3 Standardsoftware

Jeder PC in einer Schule sollte über einen Grundvorrat an allgemein einsetzbaren Programmen verfügen. Dazu zählen:

Alle Workstations sollten mit einem Festplattenschutzmechanismus (Hard- oder Software) versehen sein.

2.4 Lernsoftware

Neben den als Landeslizenz vorliegenden Lehr- und Lernprogrammen entscheiden die Schulen in eigener Verantwortung, welche fachspezifische Software eingesetzt wird. Diese Entscheidungen geschehen oftmals in Abhängigkeit von den im Unterricht eingesetzten Lehrwerken und unterliegen damit keiner zentralen Steuerung.

2.5 Pädagogische Unterstützungssysteme im Netzwerk

Kooperatives Arbeiten in einem Netzwerk zwischen Lehrerinnen und Lehrern einerseits und Schülerinnen und Schülern andererseits bedingt entweder ein hohes Maß an Betriebssystem-Know-How auf beiden Seiten. Dieses kann im Normalfall leider nicht vorausgesetzt werden. Abhilfe schaffen hier pädagogische Betriebssystemaufsätze, die den Beteiligten Werkzeuge an die Hand geben, um ein kooperatives Arbeiten im Netzwerk zu vereinfachen. Für Hessische Schulen ist das von Mitarbeitern des Support-Centers im AfL entwickelte LANiS-System kostenlos verfügbar.

2.6 Content-Management-System (CMS) für den Unterricht und das Internet

Projektarbeiten im Unterricht münden sehr oft in Präsentationen, die mit zunehmender Häufigkeit webbasiert erstellt werden. Da die direkte Codierung solcher Seiten in HTML ein hohes Maß an Spezialwissen erfordert, können hier als Alternative CMS-Systeme eingesetzt werden, die die eigentliche Arbeit auf die Inhalte und nicht auf das Aussehen (Layout) fokussieren. Das Land Hessen hat mit der Anschaffung einer Landeslizenz für das CMS-System GTA allen Schulen die Möglichkeit gegeben, ein solches System im Unterricht einzusetzen. Dieses Programmsystem ermöglicht sogar ein arbeitsteiliges Vorgehen mehrerer Arbeitsgruppen an einem gemeinsamen Projekt. Die von der Entwicklerfirma zur Verfügung gestellten Updates sollten auch in den nächsten Jahren erworben werden.

3. Internetanbindungen

3.1 Technische Beschreibung

Die Anbindung der schulischen Netzwerke an das Internet wird in Zukunft eine noch größere Bedeutung erhalten. Die Nutzung von Online-Plattformen wie z.B. dem LO-NET wird stark zunehmen und in Verbindung mit Angeboten zum E-Learning in Zukunft noch attraktiver werden. Zunächst ist es zu begrüßen, dass die Telekom nach den Sommerferien die kostenlosen T-School-Zugänge auf bis zu 6 Mbit/s im Download und 512 MBit/s im Upload erhöht. Für viele große Schulen reicht diese Bandbreite nicht aus, wenn z.B. Online-Plattformen, E-Learning-Angebote aus dem Internet und webbasierte Applikationen genutzt werden sollen. Hier gilt es, praktikable Lösungen für Schulen zu finden wie z.B. die Bündelung von mehren DSL-Zugängen. All dies gilt natürlich nur vor dem Hintergrund der technischen Verfügbarkeit von kabelgebundenem DSL. Parallel dazu gilt es, alternative Lösungen für Schulen zu schaffen, die aufgrund der technischen Infrastruktur dieses kostenlose DSL-Angebot nicht nutzen können. Alternative DSL-Lösungen wie drahtlose Netzwerke mit WIMAX müssen hier auf ihren Einsatz in Schulen hin untersucht werden.

3.2 Online-Plattformen

Ein besonderes Augenmerk gilt der bereits angesprochenen Nutzung von Online-Plattformen zur Bereitstellung und zum Austausch von schulischen Daten. Im Gegensatz zu den klassischen serverbasierten Netzwerken in den Schulen bieten sie einen orts- und zeitunabhängigen Zugang zu den schulischen Daten und zu E-Learning Angeboten. Mit der zunehmenden Nutzung solcher Online-Plattformen werden die klassischen Netzwerkstrukturen in den Schulen sukzessive aufgelöst. Die Netzwerke werden schlanker, private Notebooks werden in verstärktem Maße Einzug in die Schulen halten und neue Sicherheitskonzepte erfordern.

3.3 Filtersysteme

Mit der zunehmenden Nutzung des Internets muss dessen missbräuchliche Nutzung unterbunden werden. Es gilt die minderjährigen Schüler vor jugendgefährdeten Inhalten aus dem Internet zu schützen und andere nicht gewünschte Angebote wie der Zugriff auf Internet-Auktionshäuser innerhalb der Schule zu unterbinden. Hier bieten die in den Schulen eingesetzten Filtersysteme einen praktikablen Schutz, der in Zusammenarbeit mit den Anbietern auf die künftigen schulischen Anforderungen hin weiterentwickelt werden muss!

4. Supportstrukturen

4.1 First-Level-Support

Durch die Benennung schulischer IT-Beauftragten wurde in den letzten Jahren eine Supportebene direkt in den Schulen geschaffen. Diese sind gemäß der Aufgabenverteilung zwischen Schule und Schulträger im Störungsfall für einen primären Support zuständig. Bei Problemen, die nicht eigenständig gelöst werden können, besteht jederzeit die Möglichkeit, Strukturen im Second-Level-Support in Anspruch zu nehmen. Für die kommenden Jahre besteht im Rahmen des Landesprogramms „Schule@Zukunft“ die Aufgabe, diese First-Level-Support-Ebene durch entsprechende Dotierung der Personen und Qualifizierungsmaßnahmen zu stärken.

4.2 Second-Level-Support

Der in der Schulträgerebene angesiedelte Second-Level-Support wurde von den Schulträgern in eigener Regie organisiert. Dabei wurden zwei verschiedene Ansätze realisiert:

Beide Varianten zeigen trotz diverser kleiner Probleme (Finanzierung, Verfügbarkeit) deutlich, dass mit der Schaffung dieser Instanzebene die IT-Situation in den Schulen eine deutliche Verbesserung erfahren hat. Gleichzeitig wurde mit der Festlegung auf definierte Hardwarestandards seitens der Schulträger die Ausfallhäufigkeit der IT-Systeme in den Schulen erheblich reduziert. Ein Schwerpunkt für die nächsten Jahre sollte im Bereich der automatisierten Softwareverteilung auf möglichst viele Computer im Schulnetzwerk gesetzt werden. Die Schulträger sind hier gefragt, intelligente Verfahren zu testen und in den Schulnetzwerken zu implementieren. Durch geeignete Qualifizierungsmaßnahmen auf Schulträgerebene müssen dann die IT-Beauftragten in die Lage versetzt werden, schulrelevante Software zeitnah auf die Schulrechner zu installieren.

4.3 Landesweite Supportsysteme - Medienzentren

Durch eine an vielen Stellen noch zu initierende enge Kooperation zwischen den regionalen Medienzentren und den Schulträgern können die Medienzentren effektiv in die Supportstrukturen eingebunden werden. Im Kontakt mit den Pädagogen in den Schulen, den technischen Supportern der Schulträger und der Abteilung Pädagogische IT-Dienste am AfL können die Medienzentren einen wichtigen Beitrag zu funktionsfähigen an pädagogischen Fragestellungen orientierten IT-Strukturen in den Schulen leisten. Um dieser Aufgabe gerecht zu werden, müssen die Mitarbeiter der Medienzentren die Möglichkeit erhalten, zu technischen und pädagogischen Fragestellungen Fortbildungsmaßnahmen in Anspruch zu nehmen. Diese Fortbildungen sollten sinnvoller Weise durch die Fachabteilung des AfL angeboten werden.

5. Qualifizierungsmaßnahmen

5.1 Workshops

Die IT-Beauftragten der Schulen können sich durch Angebote der Abteilung Pädagogische IT-Dienste im AfL Frankfurt fortbilden. Seit einigen Jahren werden monatlich zwei bis vier Workshops angeboten. Die Workshops finden ganztägig in der Zeit von 9 bis 16 Uhr statt, sie sind für 15 Personen vorgesehen und vom IQ akkreditiert. Die Workshops sind stark praxisorientiert, die Teilnehmer können die zuvor erlernte Theorie sofort in kleinen Netzwerkstrukturen mit Server und Clients ausprobieren.

Zu den folgenden Themen wurden und werden Fortbildungen angeboten:

Neben diesen ortsgebundenen Fortbildungsmaßnahmen wurde in dem letzten Jahr ein „Blended-Learning-Angebot“ zu dem Thema „Grundkurs Windows 2003 Server“ entwickelt und erprobt. IT-Beauftragte, die an diesem Kurs teilnehmen, erhalten für die Dauer des Kurses ein komplettes Netzwerkequipment bestehend aus drei Laptops (Server, zwei Workstations) sowie den aktiven und passiven Netzwerkkomponenten. Mittels Online-Materials kann sich eine regional operierende Gruppe von IT-Beauftragten die Grundkenntnisse zu dem oben angegebenen Thema eigenständig erarbeiten. Am Ende des Kurses erfolgt eine Zertifizierung.

Geplant ist, im Verlaufe des nächsten Jahres ein zweites Modul mit dem Schwerpunkt „Erweiterte Serveradministration“ zu entwickeln und zu erproben und in eine Dauerinstanz zu überführen

5.2 Medienzentren

Durch die Umgestaltung der regionalen Bildstellen in Medienzentren mit deutlich veränderten Aufgabenschwerpunkten bietet es sich an, regionale Fortbildungsmaßnahmen im Bereich des IT-Einsatzes im Unterricht direkt an die Medienzentren zu koppeln. Durch den engen Kontakt zwischen Medienzentren, Schulen und Schulträgern wird es ermöglicht, Kurskonzepte zu entwickeln, die einerseits auf die durch Schulträger vorgegebenen IT-Konzepten und andererseits auf die Bedürfnisse der Schulen optimal abgestimmt sind. Einhergehend damit lassen sich vereinfachte Organisationsstrukturen, Kosten- und Aufwandsreduzierungen erzielen. Darüber hinaus können kurze Anfahrtswege für die Lehrerinnen und Lehrer den Unterrichtsausfall in den Schulen reduzieren.