Projektbeschreibung

Durch die Corona Pandemie musste die komplette Hochschule innerhalb kürzester Zeit von einer ausschließlich Präsenzhochschule in eine komplett aus dem HomeOffice agierende Hochschule transformiert werden. Im Bereich der Verwaltung wurde dies durch die seit 2018 verfügbare VoIP Telefonie und den dazu gehörenden Jabber Dienst (Telefonsteuerung und Softphone) sehr begünstigt. In einer konzertierten Aktion wurden für fast alle Mitarbeitenden der Verwaltung Home-Office Notebooks angeschafft, mit deren Hilfe ein Arbeiten von zuhau-se möglich war. Die Verfügbarkeit des Webex-Dienstes (Videokonferenzen und Collaborati-on) begünstigte in Kombination mit Moodle eine gute Umstellung auf Digitale Lehre. Mit Hilfe des ITSH-EDU Teilprojekts TP1 „SH-Forschungsnetz“ konnte für alle Hochschulen eine Er-höhung der Bandbreite an das DFN Forschungsnetz erreicht werden, welches eine solide Basis für das Anbieten von digitalen Inhalten darstellt. Durch die Erneuerung des Datennetzes werden die Leuchtturmprojekte der Universität zu den Themen KI in der Form begünstigt, da z.B. für das KI-SIGS eine schnelle Datenverbindung mit den Projektpartnern in Kiel, Hamburg und Bremen essentiell ist.

Die Lehre an der Universität zu Lübeck soll in Zukunft – wo immer möglich und sinnvoll – hybrid erfolgen. Hiermit ist gemeint, dass Studierende am Unterrichtsgeschehen teilnehmen können sowohl in Präsenz in den Hörsälen, Laboren und Seminarräumen der Universität, wie auch synchron online mit ihren eigenen Geräten von anderen Orten aus. Zwar bedingt hybri-de Lehre sowohl einen baulich-technischen Investitionsaufwand sowie einen zeitlichen Zu-satzaufwand in der Vorbereitung und zumindest anfangs eine zusätzliche Belastung der Leh-renden, diesem stehen aber gewichtige Vorteile gegenüber: Sie steigert erheblich die Auto-nomie der Studierenden in Bezug auf ihren individuellen Lernprozesse. Dadurch ermöglicht sie Studierenden die Teilnahme am Unterrichtsgeschehen, die sonst ausgeschlossen wären, sei es, weil sie in der Mobilität eingeschränkt sind, weil sie schwanger sind, weil sie Kinder betreuen müssen oder auch weil sie gerade im Ausland sind. Schließlich ermöglicht die hybri-de Lehre auch eine effizientere Nutzung knapper Raumressourcen und macht zum Teil Lehre in speziellen Laboren mit wenig Platz und hohen Sicherheitsanforderungen überhaupt erst möglich.

Im Rahmen des Projekts sollen nun die technischen Voraussetzungen in den relevanten Räumlichkeiten der Universität für die hybride Lehre geschaffen werden. So muss es in allen Lehrräumen in Zukunft möglich sein, typische hybride Lehr-Lern-Situationen mit der im Raum verfügbaren Hardware durchzuführen.

Hierzu soll die bereits in 2020 geplante Datennetzerneuerung sowie die Aufrüstung des WLANs auf den heutigen aktuellen Stand vorangetrieben werden.

Die Universität zu Lübeck betreibt ein Datennetz mit Komponenten des Herstellers Cisco Sys-tems. Im Jahr 2010 wurde das Datennetz der Universität komplett erneuert und seitdem deut-lich erweitert (Neubauten CBBM, BMF, Anmietung MFC-Gebäude usw.).

Die Backbone-Komponenten wurden bereits in den Jahren 2018 und 2019 erneuert. Viele Access-Komponenten stehen jedoch kurz vor „End of Support“ bzw. „End of Life“. Bei der Erneuerung sollen aus Kompatibilitätsgründen die aktuellen Nachfolge-Modelle der veralteten Geräte eingesetzt werden. Mit Blick auf zukünftige Anforderungen soll flächendeckendes Multigig-Ethernet (10Gbit/s über Kupferkabel) sowie Power over Ethernet (UPoE+ mit bis zu 90W pro Interface) zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere für die Hybrid-Lehre und den Maßnahmen in den Hörsälen bzw. Seminarräumen ergibt sich hierdurch die Möglichkeit, hochauflösende Videoübertragungen aus jedem Raum der Universität anbieten zu können.

Ein besonderes Augenmerk wird auf Energieeinsparungen gerade im Access-Bereich gelegt. So werden Features wie „Energy Efficient Ethernet“ flächendeckend verfügbar sein, mit de-nen der Energieverbrauch erheblich gesenkt werden kann. Auch die benötigte Kühl-Leistung verringert sich erheblich.

Im WLAN werden mit den neuen Accesspoints neue zukunftssichere Funk-Standards (z.B. Wifi6 IEEE 802.11ax) nutzbar sein, die Übertragungsbandbreiten werden erheblich steigen und neue Redundanzmechanismen sorgen für eine höhere Verfügbarkeit.

In den Hörsälen und Seminarräumen haben wir durch Messungen ermittelt, dass ein deutli-cher Mehrbedarf an Bandbreite durch die Studierenden benötigt wird. Dieses erklärt sich durch eine deutlich gestiegene Anzahl von Endgeräten pro Studierenden (Tablet, Handy, Notebook) aber auch durch die Interaktion z.B. durch Moodle oder anderen Plattformen wäh-rend der Präsenzlehre.
 

Ein Einstieg in die hybride Lehre an der Universität zu Lübeck war bereits 2019 Teil der uni-versitären Digitalisierungsstrategie für die Lehre. Es war geplant, langsam, schrittweise und eher explorativ hybrider Lehre an der Hochschule einzuführen, um möglichst viele Lehrende „mitzunehmen“ und sie an die Thematik heranzuführen. Durch die enormen Zuwächse an Kompetenzen aller Akteure in der Lehre (Studierende, aber vor allem Lehrende) im Umgang mit Elementen der Online-Lehre im letzten Jahr ist es nun hingegen sinnvoll und nötig, mög-lichst schnell und umfassend die technischen Voraussetzung zu schaffen, zukünftig in der Breite hybride Lehre anbieten zu können.

Geplante Maßnahmen (Was genau soll finanziert werden?)

Damit hybride Lehre an der Universität zu Lübeck in der Breite angeboten werden kann, müssen Lehrende in den Lehrräumen der Hochschule eine möglichst einheitliche technische Infrastruktur vorfinden: Ist jeder Raum anders ausgestattet und sind für die hybride Lehre ein-fache, aber notwendige Element – wie ein Mikrofon – mal vorhanden und mal nicht vorhan-den, so werden Lehrende hybride Lehre nicht durchführen (können).

Daher sollen im Rahmen des Projekts möglichst alle für die Lehre genutzten Hörsäle, Semi-narräume und Labore (insgesamt etwa 75 Räume), auf einen einheitlichen technischen Stand gebracht werden. Konkret sollen in jedem der Räume folgende Komponenten installiert sein:

• Mindestens zwei Bildschirme oder Projektionsflächen, so dass gleichzeitig Lehr-Material für die in Präsenz Anwesenden gezeigt werden kann wie auch parallel Informationen über die synchron online Anwesenden (Video-Stream und / oder Chat und Avatare).
• Eine Möglichkeit, projizierte Lehrmaterialien während des Unterrichts um Notizen oder Zeichnungen zu ergänzen oder diese zu entwickeln. Dies kann in Form ei-nes SmartBoards oder in Form eines Graphik-Tabletts erfolgen.
• Ein hinreichend leistungsfähiger PC im Raum, der die Verarbeitung der Video- und Audio-Streams erledigen kann und der zur Steuerung des hybriden Settings dient.
• Eine Kamera, mit dem die Lehrenden aufgenommen und live gestreamt werden können, ohne dabei Studierende ungewollt mit aufzunehmen.
• Audiotechnik, um sowohl Audioaufnahmen zu ermöglichen wie auch das Abspie-len von Ton, um so die mündliche Beteiligung von online anwesenden Studieren-den (oder Lehrenden) zu ermöglichen.

Jeder Lehrraum der Hochschule verfügt bereits über jeweils unterschiedliche der obigen Komponenten und es sollen im Rahmen von Anträgen zum Programm „Hochschullehre durch Digitalisierung stärken“ des Bundes und der Länder in einigen großen Räumen weitere der Komponenten zusätzlich installiert werden – jedoch ist aktuell in keinem Raum die obige Liste komplett verfügbar und ohne die Investitionen im Rahmen des hier beantragten Projekts würde dies auch langfristig so bleiben.

Die Kosten für die Ertüchtigung jedes einzelnen Raumes variieren stark, da es von der Anzahl der bereits installierten Komponenten abhängt, der Raumgröße und der einhergehenden Di-mensionierung von Geräten wie Beamern, SmartBoards oder Audiotechnik, sowie dem ei-gentlichen Installationsaufwand. Setzt man im Durchschnitt 2.000 Euro Gesamtkosten an pro Komponente und nimmt man an, dass pro Raum im Schnitt drei Komponenten fehlen oder ausgetauscht werden müssen, so ergeben sich Kosten von etwa 6.000 Euro pro Raum und damit 450.000 Euro für 75 Räume.

Welchen Beitrag leistet das Projekt zur Verbesserung der Zukunftsfähigkeit und Flexibilität der IT-Infrastruktur an Hochschulen vor dem Hintergrund zukünftiger Entwicklungen im Bereich Digitalisierung?

Siehe oben

Welchen Beitrag leistet das Projekt zu einer nachhaltigen, ressourcen-schonenden und energieeffizienten IT-Infrastruktur?

Die Datennetz-Komponenten sind deutlich energieeffizienter als die abzulösenden Systeme. Sie verfügen über diverse Features zum Stromsparen, wie z.B. „Energy Efficient Ethernet (eee)“ - ein Stromsparmodus, den schon heute viele Clients unterstützen.

Welchen Beitrag leistet das Projekt zu einer Verbesserung der IT- und Datensicherheit an der Hochschule?

Die neuen Datennetz- und WLAN-Komponenten leisten einen hohen Beitrag zu mehr IT- und Datensicherheit. Neueste Redundanz- und Failover-Mechanismen (auch bei Updates) wer-den zur Anwendung kommen und so die Downtime erheblich verringern. Hotpatches können ohne Reboot eingespielt werden. Die Verfügbarkeit der IT-Infrastruktur wird so insgesamt erhöht.

Die neuen Komponenten bringen außerdem einige Security-Features mit, z.B. MAC-Sec mit AES256 in Hardware oder Cisco Encrypted Traffic Analytics (ETA) zur Erkennung von Ano-malien.

Weiter verfügen die Komponenten über offene API-Schnittstellen zur Automatisierung, Über-wachung und Fehlersuche. Eine sichere Netzwerk-Administration wird dadurch erheblich un-terstützt.
 

Beiträge und Einbettung der Maßnahmen für die innovative Lehre

Wie bereits erwähnt, stellt die hybride Lehre einen großen, wichtigen Beitrag zur Erhöhung der Autonomie der Studierenden dar in Bezug auf ihren persönlichen Lehr-Lern-Prozess. Sie er-möglicht einerseits mehr und vor allem auch anderen Studierenden, am Lehr-Lern-Geschehen überhaupt teilzunehmen, als dies in der Präsenzlehre sonst möglich ist. Sie er-möglichst andererseits aber auch Lehr-Lern-Geschehen beispielsweise in einem Sicherheits-labor, das für die Präsenzlehre nicht durch größere Gruppen von Studierenden betreten wer-den kann.

Die Maßnahmen des Projekts werden organisatorisch und personell getragen von schon lan-ge etablierten Einrichtungen der Universität, konkret vom IT-Service-Center in Kooperation mit dem Dozierenden-Service-Center. Beide haben schon viel Erfahrung sowohl mit Online- wie hybrider Lehre und können die nötigen begleitenden Maßnahmen wie die Einbindung, Schulung und Betreuung der Lehrenden anbieten.
 

Welchen Beitrag leistet das Projekt zu einer leistungsfähigen Forschungsdateninfrastruktur?

In Bezug auf den ebenfalls eingereichten ITSH-EDU Verbundantrag „Virtualisiertes Datacen-ter der Hochschulen Schleswig-Holsteins auf zwei Standorten“ ergänzt dieser Antrag den Ausbau der Datennetztechnik vor Ort und die schnelle Anbindung an das Datennetz des DFN. Institute, die ihre Forschungsdaten im RZ der CAU oder der UzL ablegen möchten, können dieses dann mit einem performanten Datennetz an der Universität tun.