Die serverlosen Schulen der Stadt Norderstedt: Ganzheitliche, zentrale IT-Infrastruktur mit UCS@school

In Norderstedt, einer Stadt die an den Norden Hamburgs grenzt, gibt es insgesamt 21 Schulen unter Trägerschaft der Stadt Norderstedt. Hierbei handelt es sich um zwölf Grundschulen, acht weiterführende Schulen, darunter vier Gymnasien und vier Gemeinschaftsschulen sowie eine Förderschule. Bis wir 2017 eine Evaluierung der auf dem Markt für die zentrale Schulverwaltung verfügbaren Produkte vornahmen, setzten die Norderstedter Schulen auf eigene IT-Lösungen. Grundlage für unsere Evaluierung war die 2016 veröffentlichte Studie der Universität zu Lübeck „Konzept zur IT-Ausstattung an Lübecker Schulen“, die zu folgendem Ergebnis kam: Die Open-Source-Lösung von Univention ist besonders flexibel, kompatibel zu vorhandenen Geräten und Setups und eignet sich daher als Basisdienste-Plattform optimal für das Identity- und Access-Management und die Bereitstellung und zentrale Verwaltung von IT-Diensten wie z. B. Nextcloud. Bei der Auswahl spielte der Open-Source-Hintergrund von UCS@school eine zentrale Rolle, denn durch den quelloffenen Code können wir im Gegensatz zu proprietären Angeboten selbst mitbestimmen und mitgestalten.

In diesem Blogbeitrag möchte ich genauer darauf eingehen, warum wir uns für UCS@school entschieden haben, wie die Zusammenarbeit mit Univention, der Compositiv GmbH (Univention-Partner) sowie der Travekom GmbH, einer Tochter der Stadtwerke Lübeck, ablief und welche konkreten Schritte wir hier in Norderstedt gegangen sind. Vor allem möchte ich mit diesem Beitrag zeigen, wie Digitalisierung in Schulen gelingen und wie man erfolgreich an coronabedingte Fortschritte anknüpfen kann.

Verstärkung der IT, digitales Klassenzimmer & weitere Lernorte

Essenziell für die digitale Transformation der Schullandschaft in Norderstedt war neben unserer Entscheidung für UCS@school der Rückhalt durch die kommunale Politik, die uns sehr wohlgesonnen war. In einer Diskussion über die digitale Bildung in Norderstedt, einigte sich der Ausschuss für Schule und Sport in Norderstedt darauf, dass die Ausstattung der Schüler*innen und Lehrkräfte mit Endgeräten allein nicht ausreicht, sondern es zusätzlicher Stellen für die Betreuung der Schul-IT bedarf. Heute arbeiten bei uns 10 IT-Fachkräfte — zwei weitere IT-Fachkräfte werden noch eingestellt. Außerdem beschloss der Ausschuss, dass wir, vorbehaltlich zu Verfügung stehender Mittel, jedes Jahr einen Jahrgang der weiterführenden Schulen 1:1 mit digitalen Endgeräten ausstatten, mit dem Ziel der vollständigen 1:1 Ausstattung aller Schüler*innen.

Für die Erstellung unseres Konzepts für die digitale Schule haben wir uns mit den Schulleitungen und digitalverantwortlichen Lehrkräften zusammengesetzt und gemeinsam überlegt: Was braucht es für ein digitales Klassenzimmer und welche weiteren Lernorte, z. B. Lernen in der Natur oder hybrider Unterricht mit flexiblen Lernorten, werden künftig hinzukommen? Wie muss die digitale Schule aussehen, damit unsere Schüler*innen, Lehrkräfte und Mitarbeiter*innen ein optimales Lern- bzw. Arbeitsumfeld haben? Denn obwohl die Stadt Norderstedt bereits eine Vielzahl an Maßnahmen auf den Weg gebracht hat und die IT-Ausstattung an vielen Schulen schon grundlegend gegeben war, lag uns viel daran, ein Gesamtkonzept für eine zentrale, integrierte Schulplattform und Standardausstattungen an den Schulen zu entwickeln. Was uns dabei von Beginn an klar war: Wir wollen der „Turnschuhadministration“ ein Ende setzen und alles im Rathaus managen. Unser Ziel war eine zentrale und ganzheitliche IT-Infrastruktur für alle Schulen in Norderstedt.

Vorteile von UCS@school für Schulen und Lehrkräfte:

• Zentrale Verwaltung von Accounts, Schulen, Klassen, Netzwerken und Berechtigungen sowie Anbindung weiterer Lösungen von Drittanbietern von Filesharing, Office- oder E-Mail-Programmen, Lehr-Lernsoftware und weiterer pädagogischer Anwendungen
• Sichere Verwendung von privaten Smartphones und Tablets (BYOD)
• Fokus auf ID-Management im pädagogischen Umfeld und ein intelligentes Rechtekonzept für den Zugriff auf digitale Lernplattformen, IT-Dienste und digitale Medien

Anforderungen an unser Digital-Konzept für Schulen

Mit diesen Vorstellungen im Kopf sammelten wir in Gesprächen mit Univention, Compositiv und unseren Schulen weitere Ideen, aus denen sich schließlich folgende Anforderungen an eine Schulplattform ergaben:

• Redundante und virtualisierte Serverinfrastruktur
• Netzwerk- und Sicherheitskonzept
• Redundante Firewalls
• Zentrale Softwareverteilung
• Anbindung von Nextcloud mit integriertem Collabora Online Office, welches allen Schüler*innen sowie Lehrkräften eine gleichzeitige Bearbeitung von Dokumenten in der eigenen Cloud ermöglicht
• Eigenes sicheres WLAN mit einem Jugendschutzfilter für eine benutzerorientierte Anmeldung und sicheren Internetzugang
• Automatisierte Anmeldung der schulgebundenen Endgeräte an das Schul-WLAN
• Perspektivisch: Ein in die Nextcloud integriertes, sicheres Video-Konferenztool, ein Digitales Klassenbuch sowie weitere Lehr-/Lernsoftware

Unser ganzheitliches digitales Konzept haben wir in Form eines Hauses dargestellt. Das Dach des Hauses bildet die zentrale IT-Infrastruktur. Getragen wird dieses Dach von den drei Säulen flächendeckendes WLAN (1), weitgehend standardisierte Präsentations- und Endgeräte mit Raum für individuelle Anpassungen bei den Schulen (2) und die zentrale Schulplattform UCS@school (3).

Wir hatten das große Glück, dass Norderstedt durch die wilhelm.tel GmbH, einer Tochter der Stadtwerke Norderstedt, bereits flächendeckend mit Glasfaser ausgestattet war. Als erste Maßnahme im Rahmen des DigitalPakt Schule 2019-2024 wurden alle Schulen von wilhem.tel mit schnellem WLAN (1 Gbit/s) ausgestattet. Deshalb mussten wir keinen Gedanken an dezentrale Server verschwenden, sondern konnten direkt auf Univention zugehen und unseren Wunsch nach einer zentralen IT-Infrastruktur über alle Schulen hinweg inklusive zentraler Benutzerverwaltung, Betrieb und Support äußern. Neben der Performanz war uns die Schaffung eines eigenen Service Set Identifier (SSID) mit Jugendschutzfilter für unsere Schulen, also ein Schul-WLAN, sowie die Datenschutzkonformität der Plattform besonders wichtig.

Mittlerweile setzt auch das Land Schleswig-Holstein UCS@school als zentrale Schulplattform ein und bietet allen Schulen beispielsweise kostenlos das Lernmanagementsystem itslearning an, was viele unserer Schulen bereits nutzen. Wir definierten deshalb auch, dass wir keine Redundanzen zum Landesschulportal schaffen, sondern uns auf die sinnvolle Ergänzung mit weiteren Anwendungen im Norderstedter Schulportal konzentrieren wollen.

Zusammenspiel von UCS@school, Compositiv GmbH, Travekom und Stadt Norderstedt

Wichtig ist uns die Einbindung aller beteiligten Akteure und der intensive Austausch mit Univention, Compositiv und Travekom. Compositiv hat als Linux-Spezialist unsere UCS@school-Umgebung aufgebaut und ist mittlerweile auch Univention-Partner, sodass sie uns noch besser und schneller unterstützen können.

In unserem eigenen IT-Team kümmern sich jetzt drei Fachkräfte um das Identity- und Access-Management mit UCS@school sowie Schnittstellen, z. B. zum schuleigenen WLAN oder zum Mobile Device Management mit Filewave, während wilhelm.tel die WLAN-Ausstattung inklusive Betrieb und Support bereitstellt und Compositiv die Server managed. Die Travekom hat uns ganzheitlich hinsichtlich einer lernförderlichen IT-Infrastruktur unseres Schulportals Norderstedt auf der Grundlage von UCS@school als Basisdienst beraten und unterstützt uns insbesondere bei der Nextcloud.

Von der Pilotschule zum Referenzprojekt für andere Schulen

Heute steht unsere gesamte Hardware mit SAN und Hypervisor zentral im Rathaus. Wir haben Layer-2-Verbindungen in jeder Schule in Norderstedt. Wir müssen uns nicht um Server, Backups oder das Routing in den Schulen kümmern, weil alles zentral über das Rathaus läuft. Einzig für statische Endgeräte wie Drucker oder ganze Computerräume müssen wir Switche vor Ort haben und die entsprechenden VLANs konfigurieren. Nach ausgiebiger Testung der Schul-Plattform in einer Pilotschule vor einigen Monaten, können nun alle gut 8.000 Schüler*innen und knapp 1.000 Lehrkräfte erfolgreich angebunden und die gewünschten Anwendungen angeboten werden.

Aktuell betreut unsere IT 4.500 mobile Endgeräte, davon 1.500 aus den Sofortausstattungsprogrammen des Bundes und des Landes Schleswig-Holstein. 455 Räume sind mit Beamer, elektrischer Leinwand und Aktiv-Lautsprechern sowie ergänzend mit Whiteboards bzw. Tafeln für den analogen Gebrauch ausgestattet. Wir haben uns gemeinsam mit unseren Schulen bewusst gegen die zu Beginn des DigitalPakt Schule noch sehr teuren Touch-Displays entschieden, um alle pädagogisch genutzten Räume in allen Schulen Norderstedts ausstatten und somit Bildungsgerechtigkeit gewährleisten zu können. Zudem gibt eine identische Ausstattung aller Räume den Lehrerkräften Sicherheit im Schulalltag, welcher in Norderstedt – auch durch unser Engagement – ohnehin immer digitaler wird.

Ausblick: Was kommt als nächstes?

In Zukunft sollen neben Nextcloud weitere Dienste wie virtueller Klassenraum/Video-Konferenzsystem, datenschutzkonformer Messengerdienst oder ein digitales Klassenbuch angeboten werden. Perspektivisch wollen wir so viel Lehr-/Lernsoftware wie möglich zentral administrieren und wenn möglich, Schulträgerlizenzen erwerben.
Zudem streben wir an, wie bereits in der Einleitung erwähnt, Jahrgang für Jahrgang unsere Schüler*innen in weiterführenden Schulen 1:1 mit mobilen Endgeräten auszustatten.

Bei all unseren Plänen und Zielen für die Zukunft stehen die Schulen mit ihren Schüler*innen und Lehrkräften stets im Vordergrund, wobei sich letztere besonders über die Jugendschutzfilter, Datenschutzmaßnahmen und die gesteigerte Leistungsfähigkeit der Endgeräte freuen. Sie werden von administrativen Tätigkeiten entlastet und können sich voll und ganz auf das Unterrichten mit und über digitale Medien konzentrieren.

Unser zentraler Erfolgsfaktor bei allen Maßnahmen: Kommunikation. Nur gemeinsam können wir die Zukunft der Schule entwickeln und neuen Unterrichtsideen zur Umsetzung verhelfen. Ich könnte mir beispielsweise vorstellen, dass der Unterricht generell hybrider wird und irgendwann auch Augmented- und Virtual-Reality eine Rolle spielen, für die z. B. VR-Brillen benötigt werden. Ich bin gespannt, wie sich Schule (hoffentlich) verändert!