Flexible Arbeitswerkzeuge

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Alltag in einer modernen Lehr- und Lernumgebung

Alltag in einer modernen Lehr- und Lernumgebung

Moderne digitale Arbeitswelt

Die Digitalisierung der Bildung schreitet weiter voran. Pädagogische Konzepte werden weiterentwickelt um die Chancen, die der Einsatz von Informationstechnologie bietet, effizient zu nutzen. Auf alle Beteiligten – Schulträger, Bildungseinrichtungen und nicht zuletzt die Lehrenden und Lernenden – kommen dabei große Herausforderungen zu.

Eine zügige und zielorientierte Umsetzung der erarbeiteten Digitalkonzepte ist dabei erklärter Wunsch. Dies erfordert zum einen ein sicheres Navigieren durch die komplexe Welt der Hard- und Software und zum anderen erhebliche finanzielle Mittel.

Durch die aktuell grassierende CoVid19-Pandemie und den hierdurch erforderlich gewordenen Distanzunterricht wird die Notwendigkeit einer raschen Digitalisierung im Bildungssektor nochmals verdeutlicht.

Kompetente und fachlich versierte Unternehmen unterstützen bei der Auswahl der richtigen Technologie und durch den Digitalpakt des Bundes werden Finanzierungsmöglichkeiten geschaffen.

Diese Mittel sind 2020 im Zuge der Pandemie durch drei als Corona-Hilfe bezeichnete Zusatzbudgets zu je 500 Mio. € aufgestockt worden. Diese erweiterten Töpfe stehen zeitlich begrenzt zur Verfügung und sind mit Mitteln für die Bereiche digitale Endgeräte für:

  • Schülerinnen und Schüler
  • Digitale Endgeräte für Lehrkräfte
  • IT-Support und IT-Administration ausgerüstet.

Der Abruf der Mittel setzt die Einhaltung gewisser Formalia voraus. Für die Inanspruchnahme der Mittel aus dem Digitalpakt ist der zu entwickelnde Medienentwicklungsplan bzw. Medienplan mit der Planung des Einsatzes der digitalen Komponenten die Grundlage. Die temporäre Aufstockung durch die Corona-Hilfen ist nicht direkt an diese Planung gebunden, setzt jedoch den Nachweis der zweckgebundenen Verwendung der gewährten Finanzhilfen voraus.

Bildung ist Ländersache, somit legen die einzelnen Bundesländer die Rahmenbedingungen für eine Förderung fest. Da diese teils unterschiedlich sind, sei an dieser Stelle an die jeweiligen Kultusministerien und Behörden verwiesen.

Mobile Endgeräte für Lehrende

Zentraler Aspekt bei der Erstellung der Konzepte und dem Einsatz von Technik muss stets der Mensch sein. Die Technik im Allgemeinen und die IT im Besonderen ist hierbei die dienstleistende Komponente und keineswegs ein Selbstzweck.

Mobile Endgeräte sind ein Element der Hardwarestruktur im digitalen Alltag. Sie sind eine der direkten Schnittstellen zwischen der digitalen Struktur und dem Menschen und sind - deren richtiger Einsatz vorausgesetzt – ein wertvolles Arbeitswerkzeug und Hilfsmittel. Deren Nutzen als interaktives Unterrichtsmittel, beispielsweise zur Präsentation von Lehrfolien mit dynamischen Inhalten und zur Unterstützung bei Arbeitsaufgaben für Schülerinnen und Schüler wird dabei direkt offenbar. Ihr Nutzen und die Einsatzmöglichkeiten gehen jedoch weit darüber hinaus.

Durch die hohe Flexibilität und durch vielfältige Schnittstellen sind mobile Endgeräte ideale Partner für die Unterrichtsvor- und -nachbereitung, Prüfungsabwicklung und administrative Tätigkeiten im Alltag der Lehrenden. Sie sind die Schaltzentrale des digitalen Arbeitsplatzes, unabhängig ob dieser gerade der Klassenraum, das Lehrerzimmer oder das Homeoffice ist.

Anwendungsszenarien

Bei aller Begeisterung ob der Möglichkeiten und „Gadgets“ einzelner Fabrikate und Hersteller will die Anschaffung gut überlegt sein. Die Auswahl der Geräte sollte dabei stets das Ergebnis eines Gestaltungsprozesses sein und nicht dessen Beginn. Eine überhastete Geräteanschaffung ohne Blick auf den Einsatzzweck oder das Anwendungsszenario birgt das Risiko einer nicht optimalen Nutzbarkeit, einer „digitalen Sackgasse“ durch proprietäre Systeme oder gar den Verlust der Förderfähigkeit.

Die Portabilität mobiler Endgeräte bei gleichzeitig guter Rechenleistung schafft Möglichkeiten einer Dynamisierung der Arbeits- und Einsatzorte. Durch ständig verbesserte und teils auch erweiterbare Akkusysteme lassen sich heute gute Arbeits- und Standzeiten der Geräte realisieren. Eine Auswahl der Geräte mit eingeschränktem Blick auf maximale Performance führt jedoch zu hohen Anschaffungskosten. Im Sinne einer soliden und wirtschaftlich nachhaltigen Beschaffung lohnt sich die Betrachtung des Einsatzzwecks und die Gliederung von Anwendungsszenarien.

Zunächst ist eine Ist-Analyse des jetzigen Endgeräte-Pools ratsam:

  • Sind bereits Geräte vorhanden oder wird eine Neuausrüstung oder Ersatzbeschaffung angestrebt?
  • Soll jeder Lehrkraft ein Gerät zur Verfügung gestellt oder ist ein Geräte-Pool mit rotierendem Einsatz vorgesehen?
  • Bei welchen Tätigkeiten des Lehralltags können mobile Geräte unterstützen?

Eine Unterscheidung des Einsatzzweckes kann nach unterrichtsbezogenen, prüfungsbezogenen und administrativen Tätigkeiten erfolgen. Bei der Analyse der Einsatzorte kann zwischen festen Örtlichkeiten wie dem Klassenzimmer, Lehrerzimmer oder dem Heimarbeitsplatz und variablen Einsatzorten, wie auf Klassenfahrten und Exkursionen oder der mobilen Unterrichtsvorbereitung (z.B. in der Bahn) unterschieden werden. Ferner sollte zur Abschätzung der notwendigen Rechnerleistung der Geräte eine Clusterung der Arbeitsprozesse anhand des Rechenaufwands erfolgen.

Dieser abstrakten und zugegeben schwierigen Analyse kann folgende vereinfachende Unterscheidung entgegengesetzt werden.

Als Faustregel gilt, dass Prozesse, bei denen eigene Inhalte in Form von Videos oder Audiospuren erstellt werden sollen, generell als rechenintensiv betrachtet werden können, wogegen das Abspielen von bereits fertigen Inhalten und Textverarbeitungsaufgaben geringere Ansprüche an die Hardware stellen.

Im Verbund mit weiterer Hardware spielen bei der Geräteauswahl auch die verfügbaren Schnittstellen eine Rolle. Welche Peripherie soll zusammen mit den Endgeräten betrieben werden? Multimediale Inhalte sind bereits heute vielfach im modernen Unterricht integriert mit weiterem Ausbaupotential für die Zukunft. Die Verbindung der einzelnen audiovisuellen Hardwarekomponenten im Klassenzimmer bildet hierzu die technische Voraussetzung. Die vorbereiteten Unterrichtsinhalte können zentral oder dezentral vorgehalten werden und werden auf Abruf beispielsweise durch Monitore, Projektoren oder elektronische Tafeln angezeigt.

Audioinhalte werden über Lautsprecher oder Kopfhörer ausgegeben. Die Eingabe von Inhalten erfolgt über die elektronische Tafel, per Touchapplikation oder über softwaregestützte Kamerasysteme, die Inhalte direkt digitalisieren. Je nach Art des Unterrichts ist die direkte Kommunikation mit Endgeräten der Schülerinnen und Schüler notwendig. Das Unterrichtskonzept entscheidet dabei, ob diese Kommunikation uni- oder bidirektional erfolgen soll.

Bei diesen Anwendungsszenarien ist ein zentraler Rechner entweder notwendige Steuerungszentrale oder je nach genutzter Software eine sinnvolle Ergänzung auf Seiten der Unterrichtenden. Mobile Geräte bieten hier durch ihre große Flexibilität Vorteile gegenüber stationären Rechnern.

Der durch das aktuelle Pandemiegeschehen notwendig gewordene Distanzunterricht setzt den Einsatz von Kameras und Mikrophonen voraus. Ein zweiter Bildschirm hilft die Übersicht während der Präsentation zu wahren und gleichzeitig den Sichtkontakt zu den Schülerinnen und Schülern nicht zu verlieren.

Am Heimarbeitsplatz sollten die verschiedenen Gesichtspunkte der Arbeitsergonomie nicht unberücksichtigt bleiben. Für den einen Homeofficeplatz kann beispielsweise eine eingebaute Kamera mit integriertem Mikrophon gute Dienste leisten, andere Arbeitsplätze setzen hingegen aufgrund der Art Präsentation den Einsatz eines Headsets und einer externen Kamera voraus.

Der Einsatzzweck legt die Parameter für die Hardwareauswahl fest

So unterschiedlich sich die Anwendungsszenarien gestalten, so verschieden ist auch der Markt mobiler Endgeräte beschaffen. Die Palette reicht von Tablets, die über den integrierten Touchscreen bedient werden, bis hin zu High-Performance-Notebooks, die die Rechenleistung guter stationärer Computer erreichen. Eine hybride Geräteklasse stellen die Covertibles dar. Die Geräte sind einerseits Notebooks mit eingebauter Tastatur und andererseits können sie durch Umklappen des Bildschirms in ein Tablet verwandelt werden, das ebenfalls per Touchfunktionalität bedient wird. Eine Nebenrolle spielen Smartphones. Auch wenn diese Geräte heutzutage über akzeptable Rechenleistungen verfügen, ist ihre Einsatzmöglichkeit und der Mehrwert für den digitalen Unterricht aufgrund der Kompaktheit und der oftmals fehlenden Schnittstellen sehr begrenzt. Somit wird klar, dass diese Geräteklasse als nicht förderfähig aus den Förderprogrammen ausgeschlossen ist.

Welche technischen Kriterien bestimmen die Hardwareauswahl genau und wie wirkt sich dies auf den Gerätepreis aus?

Das mobile Endgerät setzt sich als Rechner, unabhängig vom Typ, aus den gleichen Bausteinen zusammen, wie ein konventioneller Computer, so dass eine gewisse Vergleichbarkeit der verschiedenen Systeme gegeben ist. Die Rechenleistung wird durch den Prozessor bestimmt, wobei der simple Zusammenhang zwischen Leistung und Preis gilt. Der Eingesetzte Speicher bestimmt die beherrschbaren Datenmengen und in seiner Größe die gesamte Speicherkapazität des Gerätes. Zur detaillierteren Gegenüberstellung der Geräte dienen Benchmarks wie SYSmark® 25 und MobileMark® 2018, die die Leistungsfähigkeit der Systeme nach festen Kriterien prüfen.

Der Bildschirm dient als primäre Ausgabe. Er ist wichtiger Faktor für eine gute Arbeitsergonomie. Bei Tablets liegt er im Bereich zwischen 10“ und 12“ bei Notebooks im Bereich zwischen 13“ und 17“. Die Bildschirmgröße der Covertibles siedelt sich im Mittelfeld an. Bei Tablets dient der Bildschirm gleichzeitig als Tastatur und Maus, was Vorteile für die Kompaktheit bietet, einer guten Nutzbarkeit als Schreibgerät jedoch entgegensteht. Externe Tastaturen und Mäuse schaffen als Zusatzgeräte Abhilfe.

  • Die Anbindung der Geräte ins lokale Netzwerk und/oder das Internet erfolgt entweder Kabelgebunden per Netzwerkkabel oder drahtlos per WLAN.
  • Bei Einsatz der Geräte außerhalb der Gebäude mit Netzanbindung kann die Verbindung über eine LTE- oder zukünftig 5G-Schnittstelle per SIM-Karte realisiert werden.
  • Zur Koppelung der Geräte untereinander kommen als kabelgebundene Schnittstellen beispielsweise USB, USB-C, HDMI oder Displayport zum Einsatz.
  • Zur kabellosen Verbindung dienen der WLAN-Adapter, Bluetooth oder gegebenenfalls proprietäre Funkkommunikationsschnittstellen.

Falls die Geräte über zu wenige Anschlussmöglichkeiten verfügen oder feste Standorte mit Schnittstellen gewünscht sind, können Docking-Stationen oder Adapter die Anschlussmöglichkeiten erweitern und gleichzeitig den Akku aufladen.

Bei stromnetzunabhängigen Anwendungen muss eine ausreichende Akkukapazität gewährleistet sein. Hier unterscheiden sich die Geräte zum Teil erheblich. Mobile Geräte, die für den Businesseinsatz konzipiert sind, weisen zumeist deutlich längere Betriebszeiten auf oder sind durch entsprechend höher kapazitive Akkus aufrüstbar.

Businessgeräte bieten aufgrund der verbauten Komponenten weitere Vorteile:

  • Die Komponenten sind im Hinblick auf die mechanische Belastbarkeit und die Lebensdauer robuster und oftmals wird seitens der Hersteller eine verlängerte Garantie bzw. Gewährleistung geboten.
  • Die Schnittstellenvielfalt und die Integrierbarkeit in bestehende Netzstrukturen ist häufig verbessert. Als Beispiel seien hier Fernwartungs- und Supportmöglichkeiten genannt, die selbst dann noch möglich sind, wenn das Betriebssystem abgestürzt ist.
  • Dieser vergrößerte Leistungs- und Funktionsumfang schlägt sich natürlich im Preis nieder.

Welche weiteren Funktionen werden benötigt?
Zumeist wird dabei an eine Videokamera gedacht. Sollen alle Geräte mit einer integrierten Kamera ausgerüstet sein? Oder ist eine externe Kamera, die beispielsweise für Experimente abgenommen werden kann, die flexiblere Alternative? Wie die meisten Fragen, lässt sich auch diese nicht pauschal beantworten, sondern hängt von der angestrebten Verwendung ab.

Nicht zuletzt ist auch die Auswahl des Gerätebetriebssystems ein wichtiges Kriterium:

  • Welche Software ist bereits vorhanden oder soll angeschafft und eingesetzt werden? Dabei lohnt die ganzheitliche Betrachtung von (Büro-)Kommunikations- Software über die Software zur Unterrichtsgestaltung bis hin zu Fernwartungstools.
  • Sind Schnittstellen definiert? Besteht Kompatibilität der Strukturen und Systeme?
Nachhaltige Auswahl und Lebenszyklus

Die Vielfalt der verschiedenen Bildungseinrichtungen und ihrer unterschiedlichen Zielgruppen zusammen mit einer bunten Welt aus Fächerkombinationen und digitalen Lernkonzepten zeigt deutlich, dass es DAS mobile Endgerät für Lehrerinnen und Lehrer nicht geben kann. Vielmehr erfordert sinnvoller und nachhaltiger digitaler Unterricht möglichst optimierte oder maßgeschneiderte Hardwarelösungen.

Im Hinblick auf wirtschaftliche Lösungen zusammen mit einem oftmals geforderten Lebenszyklus der Geräte von fünf und mehr Jahren, ist eine solide Planung der Hard- und Softwarestrukturen unerlässlich.

Auf diesem Weg lassen sich teure Schnellschüsse vermeiden und nachhaltige Konzepte schaffen, in deren Mittelpunkt die Lernenden und Lehrenden stehen und von der Digitalisierung der Bildung profitieren. So gelingt schon heute der Start in die Zukunft von morgen.

Autor:
Dipl.-Ing. Christian Pütz
© 2021 maixsys GmbH ǀ Blücherplatz 16 ǀ 52068 Aachen

Veranstaltung "Moderne Lernumgebungen umsetzen am 17.03"

Denn auf unserer Veranstaltung Moderne Lernumgebung - Ziehen wir eine Zwischenbilanz für den Bildungssektor nach einem Jahr Corona-Pandemie und wagen einen Ausblick auf das Top-Thema des Frühjahrs:

Endgeräte für Lehrkräfte aus der Zusatzvereinbarung zum Digitalpakt Schule.
Als Teilnehmer erarbeiten Sie in Workshop-Gruppen konkrete Handlungsempfehlungen für die Beschaffung und Anwendung von Endgeräten für Lehrkräfte.

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