Computer an Schulen - ein System und Einsatzentwurf

Inhalt

• Einführung
• Zielsetzung
• Hardware
• Software
• Installation
• Administration
• Lehrvorgang
• Stoff Umfang
• Beispiele Lerninhalte

Einführung

Sie war/ist eine Zusammenfassung meiner Gedanken, die ich während der Diskussion hatte, schriftlich festgehalten, damit sie nicht verloren gehen. Der Text kann nun als Arbeitspapier (Whitepaper) benutzt werden, oder als Basis um eigene Texte abzuleiten, oder neue zu schreiben.

Zielsetzung

Hardware

• Sollte wegen Kosten (viele Schulen, mehrere/viele Rechner pro Schule, sowie wenig Geld) die bestehende bereits gekaufte Hardware so gut wie möglich nutzen können. Darf also keine "Grosse Einheitliche Lösung" verlangen, die alles bestehendes wegputzt. Sondern muss Multiplatform sein, muss also auch PC und Mac erlauben. Und auch ältere langsamere Rechner erlauben.
• Sollte wegen Geldknappheit keine teure Hardware verlangt werden. Also keine Lösung die nach Laptop schreit (teurer als Desktops). Auch keine die nach teuren Servern schreit. Lieber mehr Desktops fürs Geld besorgen, und so mehr Schülern gleichzeitig Platz geben.
• Ohne lokale Server kommen Schule/Lehrer/Schüler ihre Websites und Mailboxen am besten auf normale bestehende Server im Netz draussen. Seien das Hosting (Virtualhost oder Physicalhost) für die Schule ihre Selbstvorstellung, oder normale Homepages+Mailboxen für Lehrer (Unterrichtsmaterial) und Schüler (Arbeiten), oder Hosting für Programmierprojekte (siehe unten). Nicht vergessen, dass manche Lehrer oder Schüler schon eine bestehende Homepage oder Mailbox haben und diese weiter benutzen wollen, was so automatisch der Fall sein kann.
• Guter Seiteneffekt ist, dass man auf die selbigen Webpages und Mailboxen auch vom PC zuhause zugreifen kann, was sonst mit internen Servern wegen NAT (oder gar Firewall) sicher nicht geht. Das ist gut für die Hausaufgaben. Auch gut ist, dass Schüler ihren Eltern oder Kollegen zeigen können, was sie machen.
• Ohne Server dient das Netz nur dem Internet Zugang (eben auf die eigene und andere ihre Homepage und Mailbox, sowie für surfen/recherchen). Also reicht ein billigster einzelne-dynamische-IP Cable oder ADSL Anschluss, mit dazu gehörendem Modem, und dahinter einen NAT Router, die lokale DHCP IP Adressen für alle Rechner dahinter vergibt, weil das ein problemloses System ist (einmal aufgesetzt, dann alles Autoconfiguration). So ein Netzanschluss reichte selbst für ein Treffen von 150 gleichzeitig aktiven Linux Fans (ich war an der Veranstaltung für Saalplanung und Stromversorgung zuständig).
• Für Firewall reicht der NAT Router auch. Eine echte Application-Level Firewall braucht eh teure Admins für Updates. Und sie kommt in den Weg der User, die an einer Schule weit vielfältigeres ausprobieren wollen, als in einer Firma üblich ist, und ist daher abzulehnen (siehe auch die Policy an der ETH Zürich, insbesondere der Physikabteilung, wo ich arbeite). Solange der NAT Router alle Port Connects von aussen abblockt (und so Ausnützung offener Fileshares und Netzwürmer abhällt) ist eh das beste mögliche schon getan, da Email/OutlookExpress Viren ja vom User geholt werden, und daher sowieso Firewalls durchdringen und bereits beim Mail Provider gekillt werden sollten. Web Angriffe auf IE werden am besten mit vorinstalliertem und richtig aufgesetzem Mozilla (bzw heute Firebird + Thunderbird) unwirksam gemacht. Und ausserdem haben Einzeluser Rechner zu Hause auch keinen besseren Schutz als einen NAT Router (müssen also damit umgehen lernen). Und sie sind eh schnell wieder aufgesetzt, wenn es mal doch mal kracht (gutes Backup vorausgesetzt). Wieder ein Vorteil einer Server-losen Umgebung, keine Vollkatastrophe.
• Installation und Backup verlangen noch nach CD-Brenner und dem eh vorhandenen Netzanschluss (Netzbackup = Kopie auf die eigene Website, in ein verstecktes Verzeichnis). Floppy ist vermutlich nicht mehr sinnvoll (aber die Laufwerke kosten ja eh nix).
• Bereits vorhandene Lehrer/Schüler Notebooks entlasten die Schulrechner. Also sollten Tische mit leerem Platz, und Strom und Ethernet Anschluss in jedem Compi Raum und Lehrerzimmer vorhanden sein. UTP Kabel soll der Lehrer/Schüler sein eigenes mitbringen (wie auch Stromkabel), das spart Diebstahl &Auuml;rger (ersetzen für die Admins, Ausfall für die Benutzer). Also Ethernet als UTP Steckdose am Tisch, neben der Strom Steckdose bereitstellen.
• Man sollte ansonsten die Lehrer sowenig wie möglich bevormunden, wegen Arbeitsplatzzufriedenheit und bereits erarbeiteter Unterlagen. Also auch deswegen PC und Mac zulassen.
• Alles bisherige gilt nur für die Lehrer/Schüler Arbeitsplätze. Die ganzen Sekretariats/Verwaltungs Rechner sind genauso zu betreiben wie in jeder Klein-/Mittel-Unternehmung (KMU) mit nicht-technischem Personal. Diese haben auch empfindliche Daten, die geeignete Massnahmen (Zugriffskontrolle, Backup, Datenschutz) brauchen. Und sie haben auch von mehreren Personen benutzte Daten die nach einem Server rufen. Dafür gibt es aber auch bereits viele Anbieter der nötigen nicht Schule spezifischen KMU Services. Diese Sekretariats/Verwaltungs Rechner sollten auch völlig getrennt betrieben werden von den Lehrer/Schüler Rechnern, um innere Sicherheitslöcher (Schüler horchen Passwörter ab) zu vermeiden, bis hin zu einem völlig separaten Netzanschluss (falls überhaut) damit Leitung nicht flutbar ist.

Software

• Ist noch mehr als Hardware etwas sehr persönliches. Es sollte jeder das nutzen können, was er für seine Situation am besten findet. Also soll auch da jegliche "Grosse Einheitliche Lösung" verhindert werden, ebenso Verträge die diese Auswahl beschneiden oder untergraben.
• Folglich müssen alle Kursmaterialien Multiplatzform fähig sein. Jegliche "läuft nur mit xxx" Software, die "Grosse Einheitliche Lösung" verlangt, muss weg. Hier gilt Motto "Intoleranz gegen intoleranten Einheitsbrei".
• Dabei sollen Lehrer, die sich gegen von-oben-herab Einheits-Diktatur stellen unterstützt werden, und werden so zu unseren Verbündeten.
• Zentral sollte der Webbrowser sein, weil der auf jedem Rechner verfügbar ist. Siehe auch diesen netten Artikel, warum moderne Software Web basiert ist, weil das für normale User und die Entwickler das Beste ist (und wie Microsoft daran zugrunde gehen wird).
• Linux wird sich dann so (ungehindert durch Zwang und Verbote) schlicht durchsetzen, weil es besser für den User ist. Also genau der Grund warum wir alle es hier [= auf der Linux Mailing Liste] auf unseren eigenen Rechnern wählen. Nicht weil eine Vorschrift das so erzwingt, sondern Linux durch Überzeugung. Freie Bürger nehmen was sie wollen, sie wollen nicht eine neue Diktatur welche die alte/andere Diktatur ersetzt.

Installation

• Lehrer 100er Schulen sind keine PC Spezialisten. Also muss das System den Gebrauch externer Experten ermöglichen.
• Manche Lehrer können PCs machen. Die sollen es auch machen dürfen, weil sich so Geld sparen lässt und mehr Individualität entsteht. Also sollten keine "alle Rechner" Verträge oder andere Zwänge externe Experten erzwingen. Entscheiden tut die individuelle Schule, ob sie intern oder extern will, ob Können oder Kosten, aus ihrer Situation heraus. Musterverträge sind gut, solange kein Zwang erwächst.
• Schulen haben immer Geldnot. Externe Experten kosten, was sich bei wiederholtem Aufwand summiert. Also muss es mit einer einmaligen externen Aktion (Installation) gehen, und danach ohne weitere externe Hilfe laufen, was gemanagte Server und Netze ausschliesst.

Administration

• Lehrer 100er Schulen sind auch hier keine PC Spezialisten. Und dies lässt sich nicht mit einmaligen externen Kosten machen. Also sollte es minimiert oder gar besser eliminiert werden. Also definitiv keine komplexen Server, oder irgendwelche andere zentrale Profi-Admins benötigende Teile.
• Lehrer wollen keine Accounts verwalten, RAID Disks verstehen und recoveren, User Daten backups machen und restoren, unterrichtstörende 100% Ausfälle wegen totem Server, etc. Sie wollen Schüler bilden, daher haben sie auch Lehrer als Beruf gewählt, sonst wäeren sie Sysadmins geworden. Also auch hier keine für den PC Betrieb nötige zentrale Teile. Account/Passwort Probleme (vergeben, schwache Passworte, Einbrüche, verlorenen Passworte, etc) verschwinden so auch gleich.
• Betrieb ohne Accounts verlangt nach standalone Einzeluser Rechner, mit Netz nur für Internet Kommunikation, was auch mit allen obigen Forderungen kompatibel ist.
• Ein Einzeluser Rechner pro Lehrer/Schüler ist unbezahlbar (mal von vorhandenen Notebooks abgesehen). Aber es wird für obige Forderungen auch nur ein System (= eine Software Installation) pro User benötigt, und nur einen Rechner pro gleichzeitig aktiven User.
• Ein eigenes System pro User verlangt nur nach einer eigenen HD für jeden User (nicht eine HD pro PC, da ja ein PC nacheinander von mehreren User benutzt wird). Diese HD kommt mit eigener OS Installation der Wahl, und nur dem besitzenden User seine eigenen Daten daher. Weil die Disk beim User ist (= nicht zugreifbar), ist auch kein Account/Passwort nötig (solange keine Server Programme drauf laufen, und die braucht es eh nicht).
• Ein eigene HD pro User verlangt praktisch nach Wechsel-HDs, seien das HD Schubladen (nur PC, inkompatibel zu anderen Herstellern) oder viel besser externe USB HDs/Sticks (PC oder Mac) oder Firewire HDs (nur Mac, kann das, boot vom iPod geht z.B.).
• Seine HD kann der Schüler auch im Rechner zuhause nutzen (sofern der externe Disks kann), und hat dann damit auch alle seine Daten und die gleiche Arbeitsumgebung. Und der Eltern PC Disk wird dann auch in Ruhe gelassen, da der Schüler seine eigene Disk hat.
• Der User muss zum seine HD wieder mitnehmen den Rechner runterfahren. Also kann die Schule ihrem Auftrag Energie zu sparen, und dies den Schülern beizubringen, automatisch nachkommen. Das ist bei zentral administrierten Rechnern immer schwierig, weil die 24h laufen müssen, damit Admins darauf zugreifen können. Damit wird es zum Problem wenn gute sparsame Schüler die Teile abschalten, und die Admins die immer wieder anwerfen müssen, nachdem der Zugriff gescheitert ist (hab ich das zur Genüge machen müssen als ich Studenten Rechnersäle betreute, *nerv*).
• Weiter Seiteneffekt von abends abschalten und HD mitnehmen ist, dass keine Filesharing Programme weiter laufen gelassen werden können. Also spart sich die Schule den ganzen Ärger damit (Bandbreite, Beschwerden, ...). Es kann so nur Probleme geben wenn jemand am einem Rechner sitzt, und den findet man folglich auch dort. Der NAT Router tut auch einiges, um Filesharing Programme schwieriger zu benützen zu machen.
• Eine HD und Installation pro User ist inkompatibel mit Pro-Recher oder gar Pro-Installation Lizenzen. Also ein weiterer Grund (neben Kosten und Verwaltungsaufwand) keine Bezahlsoftware mit Lizenzerzwingverfahren zu verwenden. Serverbasierte Size Lizenzen sind ohne Server (und Aufwand!) auch nicht benutzbar. Anderseits ist alles was man für diese Lösung an Software braucht als freie und kostenlose Software zu bekommen. Ein weiterer Grund gegen Geld verschwenden für Bezahlsoftware.
• Vor 20 Jahren (1980..1982!) hat die Kantonsschule im Lee in Winterthur ihr damaliges System so betrieben: 1 Saal, 7 Rechner mit je 2 Floppy Laufwerken und 2 Floppys pro User (System und Daten). Das lief mit geringem Aufwand (1 Floppy kopieren und beide verteilen) und grossem Erfolg (ich war damals Schüler, und sehr zufrieden damit, und wurde nach der Erfahrung Berufsprogrammierer). Das System sollte soweit wie möglich heute dupliziert werden, 2 Floppys -> 1 HD oder USB Stick mit 2 Partitionen (oder 2 USB Sticks). Die System Partition wird vorkonfiguriert draufkopiert, die Daten Partition ist leer. Danach kann der Schüler machen was er will, standard lassen oder eigenes draufspielen

Lehrvorgang

• Compi im allen normalen Klasenzimmern ist massiv teuer und der steht die meiste Zeit nur ungenutzt herum. Also auf separate Computer Räume setzen, wie auch sonstige speziale Räume (Turnhallen, Musikraum, Werkstätten, Bibliothek, ...) für andere spezielle Tätigkeiten.
• Effektives Arbeiten braucht mindestens 1 Compi pro 2 Schüler, weil sonst zuviele rumsitzen. Schlimstenfalls können kleinere Schulen mit Halbklassen arbeiten lassen, wenn die Kosten sonst zu viel sind.
• Paare sind aber gut, sie helfen einander wenn einer nicht aufgepasst hat, das fördert Zusammenhalt und reduziert Aufwand für Lehrer (nicht 100 mal das Selbige erklären). Also nicht 1 Compi pro 1 Schüler, lieber mit dem Geld 2 Räume ausstatten und doppelt so oft Unterricht machen können, und besseren.
• Raum Belegungsplan neben Tür zum Raum, damit Schüler wissen wann welche Räume für eigene Arbeiten Klassenfrei sind. Dazu gehört auch offener Raum für Rechner Zugriff an schulfreien Nachmittagen, inkl Samstag Nachmittag, für Schüler ohne Rechner zuhause (keine Benachteiligung wirtschaftlich schwacher).

Stoff Umfang

• Ziel sollte vor allem sein, den Umgang mit dem Rechner (was man alles nützliches damit anstellen kann) zu lernen. Und zwar richtige Anwendungen, mit richtiger Software wie es normale PC User überall verwenden. Nicht nutzloses künstlich gemachtes Spielzeug, das man nur macht weil es vorgeschrieben ist und dann vergisst weil kein Bedarf dafür da ist (= Zeitverschwendung). Ernste Software bedeutet ernst genommen zu werden, das ist motivierend.
• Anwendung ist vor allem einmal Kommunikation (wer das nicht glaubt soll mal seinen Prozentsatz PC-Zeit vor einem Browser/Mailer/Chat zusammenzählen). Das sind dann auch alles Hardware und Software unabhängige Sachen, die jeder mit jedem System (was er hat oder haben will) machen kann.
• Kommunikation ist ihrer Natur nach "mit Jederman", und daher mit jeder Rechnersorte nötig. Also sind verschiedene Rechner und Systeme nicht nur tolerierbar, sondern erwünscht, damit die Schüler (und die Lehrer!) die daraus entstehenden Probleme (inkompatible Dateiformate und Datenaustausch) kennenlernen. Das Internet ist aus einer solchen Welt gewachsen, also Internet Protokolle und Dateiformate benutzen.
• Auch ins Program gehört, wie man seinen PC sicher betreibt (Sicherheit, Updates und Backups, später bei mehr Kenntnissen dann Software installieren und System Grundinstallation). Wobei da das Schwergewicht vor allem auf die Vorbereitung auf den persönlichen PC Einsatz Zuhause wichtig ist (in einer Firma hat man dann ja wieder professionelle Admins). Also ist auch für dies eine Einzeluser Konfiguration die richtige Wahl, eventuell mit ausgeliehenen zweiten Disk zum Kaputtexperimentieren (nur so wird man Angst los).
• Fortgeschrittener Stoff (so ab Oberstufe) sollte ein Fach Programmieren (oder wenn das zu erschreckend tönt, es Scripten nennen) beinhalten, da eine so wichtige Technologie heute jederman erlebt haben sollte, genauso wie man Handwerken oder Haushalt hat. Das ist heute (mit Blick auf die Zukunft) mit Webapplikationen aus CGI+Scriptsprachen (simple HTML nach stdout/Browser Programme, keine Compiler) ja wieder so einfach geworden, wie es zu Kommandozeile + Basic Rechner Zeiten (ASCII nach stdout/Bildschirm, keine Compiler) um 1980 war. Keine komplizierte GUI API Bastelei (die nur Profis verstehen) ist mehr nötig. Da das beteiligte Lehrpersonal für dieses Fach Computer Kenntnisse hat, können diese ein normales externes Hostingangebot nehmen und ausstatten mit dem, was für die Kurse an (Web-)Programmen benötigt wird. Oder die Arbeiten sind auf den einzelnen Schülern ihren Websites, und nur die Anleitung auf dem Lehrer seiner persönliche Site.
• Office Programme entstammen der Zeit wo PCs vor allem zum Erstellen von Druckausgaben oder Projektor Präsentationen verwendet wurden. Sie sind daher im beginnenden Web Kommunikations- und Präsentations- Zeitalter am Ende ihrer nützlichen Lebensdauer. Wer will heute schon ein paar 10 Leuten tote Ausdrucke schicken oder ein paar 100 Leuten eine mündliche hören-und-weg Vorlesung halten, wenn er Millionen Web Leser haben kann? Drucker und ihre Office Programme sind damit die Lochkarte von morgen, veraltet. Sie sollten also nicht mehr gelehrt werden. Damit verschwinden auch die meisten Probleme mit inkompatiblen (weil nur zum ausdrucken und als Farbflecken ausliefern vorgesehenen) Datenformaten. Firmen die das immer noch als modern verkaufen wollen, sind ebenso veraltet und man sollte von ihnen Abstand nehmen.
• Paukprogramme (a.k.a. Lernsoftware) sind unbeliebt, motivationskillend, und damit fragwürdig. Siehe auch die ganze Fehlinvestiton vor 20 Jahren in Sprachlabors (das ist ein gutes Abschreckwort, wenn die beteiligten Leute das teure Fiasko damals miterlebt haben, oder als Schüler aushalten mussten). Und solche Programme sind genau auch die systemabhängigen GUIs, die eine "Grosse Einheitliche Lösung" an Hardware und Software verlangen. Also auch so schlecht. Ebenso sind genau solche Programme neben Office auch das was Bezahlsoftware sind, und mit Lizenzkrempel daherkommt und Server wollen. Also auch deswegen meiden.
• Da ohne Fähigkeit zu Lesen und Schreiben PC Kommunikation sinnlos ist, gehört der PC allerfrühestens in die 3. Klasse, eher besser ab der 4. Klasse einzusetzen. Letzteres spart die 1.-3. Klasse Lehrer und Klassen in Rechner Zeugs und Raumplanung einbeziehen, und Probleme mit (fehlenden) Vorkenntnissen nach Lehrerwechsel. Frühere Schule oder gar Kindergarten bunti-klicki Programme sind nur Zeitverschwendung oder gar kontraproduktiv.

Beispiele Lerninhalte

• Das muss ich anderen Leuten überlassen, die mehr Erfahrung auf dem Gebiet haben (sowohl was man machen will, wie auch was es schon hat). Da kann ich nur Stoff Umfang oben als Orientierung vorschlagen. Es hat Lehrer in der ALIS ihr Edux Projekt, hier müssen die aktiv werden.

Diese Seite ist von Neil Franklin, letzte Änderung 2005.03.17