Eckbaustein 4: Hardwareauswahl

Endgeräte für Lehrkräfte und Schüler/-innen

Beteiligte:  Schulträger und Kommunen, Schulleitung, Lehrkräfte.

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Abhängig von den angestrebten pädagogischen Einsatzbereichen entstehen pädagogische und technische Anforderungen an Arbeits- und Endgeräte für den Schulalltag. Je nach Lernort und Nutzungsmodell lassen sich beispielsweise Kategorien wie Mobilität, Gewicht, Robustheit, Leistungsfähigkeit, Anschlussarten, Verbindung zu Netzwerken und Internet, Wartungstauglichkeit oder Audio- und Videofähigkeit ableiten.

ARBEITS- UND ENDGERÄTE

Abhängig von den angestrebten pädagogischen Einsatzbereichen entstehen pädagogische und technische Anforderungen an Arbeits- und Endgeräte für den Schulalltag. Je nach Lernort und Nutzungsmodell lassen sich beispielsweise Kategorien wie Mobilität, Gewicht, Robustheit, Leistungsfähigkeit, Anschlussarten, Verbindung zu Netzwerken und Internet, Wartungstauglichkeit oder Audio- und Videofähigkeit ableiten.

​Pädagogisches Potenzial 
Grundsätzlich ist zu sagen, dass umso vielfältiger ein Gerät einsetzbar ist, umso produktiver kann damit gearbeitet werden.

Nicht vergessen: Nutzungsdauer IT-Geräte

IT-Geräte und -Komponenten sollten so beschafft werden, dass eine wirtschaftlich sinnvolle Nutzungsdauer möglich ist. Nach derzeitigen Praxiserfahrungen beträgt die Nutzungsdauer für Tablets ca. 3 Jahre, für Notebooks ca. 5 Jahre, für Arbeitsplatzcomputer bis zu 7 Jahre. Bei Servern, die für den Betrieb unverzichtbar sind, ist die Nutzungsdauer üblicherweise an die Dauer der Garantieleistung durch den Hersteller (in der Regel 5 Jahre Vor-Ort-Garantie) gekoppelt[1].

[1]https://www.km.bayern.de/download/21454_Votum_2019.pdf

Exkurs – Endgeräte Betriebssystem
Ein Betriebssystem ist erforderlich, wenn Endgeräte mit Programmen und Anwendungen betrieben werden sollen. Dabei gibt es verschiedene Betriebssysteme, sowohl für PCs als auch für mobile Geräte. Jedes Betriebssystem hat einen unterschiedlichen Aufbau und demnach auch andere Schwerpunkte. Für alle Betriebssysteme gilt, dass der Anwender eine Einweisung und etwas Gewöhnungszeit braucht. Ein Betriebssystem sollte nach Einsatzzweck ausgewählt werden. Einsatzzwecke für stationären und mobilen Geräten können sich deutlich unterscheiden. Ein Konzept für den Einsatz der Betriebssysteme (stationäre und mobile Geräte) vereinfacht den Schulungs- als auch Verwaltungsaufwand.

Exkurs – Endgeräte Touchscreen Eingabemöglichkeiten
Es gibt drei verschiedene Möglichkeiten mit einem mobilen Endgerät über einen modernen Touchscreen zu interagieren:

• Fingereingabe: Das Berühren des Bildschirms mit der Fingerspitze ist einfach und intuitiv, aber ungenau.
• Stifteingabe (passiver Stift): Funktioniert ähnlich wie die Verwendung mittels Fingers. Da passive Stifte zumeist über stumpfe Spitzen verfüge.
• Stifteingabe (aktiver Stift): Diese Stifte sind druckempfindlich und ermöglichen es dem Anwender, feine Linien zu zeichnen und die Genauigkeit zu erhöhen. Aktive Stifte können verwendet werden, um den Handschriftenunterricht für jüngere Schüler zu verbessern. Ältere Schüler können komplexe Texte und Formeln schreiben als auch Grafiken zeichnen. Sensitive Stifte (S-Pen) werden als aktiver Stift eingestuft.

Im Gegensatz zu früheren Stiften, können Anwender mit den aktiven Stiften zeichnen, schreiben, hervorheben, mit Anmerkungen versehen und ihre Hände auf dem Bildschirm ausruhen, um ein natürliches Schreibgefühl zu erzielen.
Zu den Hauptvorteilen der aktiven Stifte gehören:

• Kreativität: Stifte bieten den Anwendern mehr Raum für interaktive, kreative und anregende Lernerfahrungen und erleichtern das nichtlineare Denken in allen Altersstufen.
• Flexibilität: Stifte geben den Anwendern die Flexibilität, das beste Werkzeug für die jeweilige Aufgabe auszuwählen, sei es ein Stift, die Finger oder die Tastatur.

​Der Stift ist ein Kreativitätswerkzeug. Die Tastatur ist ein Produktivitätswerkzeug. Manchmal braucht man eins, und manchmal braucht man beides.

ARBEITS- UND ENDGERÄTE FÜR LEHRKRÄFTE

Professionelle Arbeit erfordert professionelle Arbeitsmittel. Industriestandards, die für Mitarbeiter von Großunternehmen, den Mittelstand und das Handwerk selbstverständlich sind, müssen auch in Lehrberufen Einzug finden. Arbeitsmittel müssen Sicherheitsstandards erfüllen, professionelle Wartung und Service der Arbeitsgeräte sind eine Selbstverständlichkeit. Vor allem aber muss Hardware den Bedürfnissen der Lehrkraft genügen.

Stationärer Arbeitsplatz

Anwendungsbereich: Verwaltungsarbeiten

• Gesicherter räumlicher Zugang
• Nutzungsmöglichkeit Geräte zentral zu steuern mit dem Effekt, dass persönliche Daten auf dem Gerät nicht langfristig vorgehalten werden so dass die Geräte personenungebunden eingesetzt werden können.
• Fernwartungsfähigkeit zum Updaten von Software
• Nutzung im Verwaltungsnetz
• Ergonomischer Arbeitsplatz – Tisch – Stuhl – Bildschirm (höhenverstellbar, neigbar) - Beleuchtung

Anwendungsbereiche:  Unterrichtsvor- / -nachbereitung

• Multi-User-Login eventuell mit Mehrfaktor-Authentifizierung (mind. 2 Faktoren)
• Fernwartungsfähigkeit (am besten auch bei ausgeschalteten Geräten und ohne LAN-Kabel) zum Update von Software
• Nutzung im pädagogischen Netzwerk
• Ergonomischer Arbeitsplatz – Tisch – Stuhl – Bildschirm (höhenverstellbar, neigbar) - Beleuchtung

Mobiler Arbeitsplatz

Anwendungsbereiche: im Unterricht, Unterrichtsvor- / -nachbereitung in der Schule oder zu Hause

• Anschluss an Präsentationstechnik (Whiteboard, Projektor, …)
• Login eventuell mit Mehrfaktor-Authentifizierung
• Fernwartungsfähigkeit (am besten auch bei ausgeschalteten Geräten und ohne LAN-Kabel) zum Update von Software über ein MDM oder vergleichbare Software
• Diebstahlschutz
• Datensicherheit
• Nutzung im Verwaltungsnetz und Nutzung im pädagogischen Netz
• Bedarfsgerechte Ausstattung nach Nutzungskonzept, z.B. für Verwendung der eigenen digitalen Unterrichtsvorbereitung über Whiteboard, Bildschirmübertragung, Dateiübertragung an Schülerrechner, Abrufen und Verteilen unterrichtsgeeigneter und auf den jeweiligen Lehrplan abgestimmter digitaler Lernmaterialien, Videos, Übungen, etc.
• Mobilität (Akkulaufzeit und Akkuladezeit)

ARBEITS- UND ENDGERÄTE FÜR SCHÜLER/-INNEN

Das Nutzungsmodell bestimmt den Ort des Einsatzes von Schülergeräten sowie die Anforderungen an das Endgerät. Je nach Profil und Entwicklung der Schule ergeben sich vielfältige Wege des Einstiegs in Lernen und Lehren mit digitalen Werkzeugen. Es gibt nicht die eine perfekte Ausstattung, sondern es handelt sich um eine graduelle Anpassung der pädagogischen Vorhaben und der erforderlichen Werkzeuge zur Umsetzung dieser pädagogischen Ziele. Ein durchdachter medienpädagogischer Plan, der im besten Fall bereits einen Planungshorizont von 3-5 Jahren umfasst, ist daher für die Auswahl der Geräte essentiell.

Stationäre Arbeitsplätze - Fachraum / PC-Raum

​Die Anzahl an Geräten orientiert sich an der Größe der Lerngruppe.

Der Lehrkraft sollte soweit möglich ein zusätzlicher Arbeitsplatz für Präsentation von Bildschirminhalten sowie für die Vorbereitung und Koordinierung der Schüleraktivitäten zur Verfügung stehen.

• Bei der Beschaffung von Hard- und Software ist auf hinreichende Kontinuität und Homogenität zu achten, um unnötige zusätzliche Wartungskosten zu vermeiden
• Robuste Eingabegeräte (Maus, Tastatur, Grafiktablett, …) verwenden, die Industriestandards entsprechen
• Nutzungsmöglichkeit Geräte zentral zu steuern mit dem Effekt, dass persönliche Daten auf dem Gerät nicht langfristig vorgehalten werden so dass die Geräte personenungebunden eingesetzt werden können.
• Fernwartungsfähigkeit (am besten auch bei ausgeschalteten Geräten und ohne LAN-Kabel) zum Update von Software
• Nutzung im pädagogischen Netzwerk
• Ergonomischer Arbeitsplatz – Tisch – Stuhl – Bildschirm (höhenverstellbar, neigbar) – Beleuchtung

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Nicht vergessen: Zusätzliche Ausstattungsgegestände

Je nach Schwerpunktbereich werden die folgenden zusätzlichen Ausstattungsgegenstände benötigt:

• für das computergestützte Experimentieren in den Fächern Biologie, Chemie und Physik: Interfaces zur Messwertaufnahme und Programme zur Erfassung, Speicherung und Auswertung der Messwerte;
• für das Fach Technik Modelle (z.B. Ampel, Styroporschneider), Geräte (3D-Drucker, …) sowie Interfaces und Programme zu deren Ansteuerung;
• zur Einführung in die Funktionsweise digitaler Schaltungen ein Lehrgerät zur Digitalelektronik;
• im Fach Kunst für die digitale Bildverarbeitung ein Computersystem mit einem Interface zur Aufnahme von Videosignalen, eine Einrichtung zur Synchronisation und Mischung von Audio- und Videosignalen sowie Software für die Bildbearbeitung;
• im Fach Musik ein Computersystem mit einem MIDI-Interface (falls anzuschließende Geräte, wie z.B. Synthesizer dies benötigen, ansonsten USB), Geräte für die Klangerzeugung (z.B. Synthesizer) und Programme für Komposition und Produktion;
• Beim Einsatz von aktuellsten Technologien (z.B. Künstliche Intelligenz, Virtual-Reality, Augmented Reality, …) und auch bei der Vermittlung von Kompetenzen im Bereich von Künstlicher Intelligenz, Design Thinking, Robotics, Coding, usw. ist auf die Verwendung von ausreichend leistungsstarken Geräten zu achten.

Mobile Gerätewagen
Mobile Gerätewagen oder Gerätekoffer/-trolleys sind zur Nutzung im Fachunterricht oder im Klassenraum gedacht. Solche Gerätewagen werden für den partiellen und/oder punktuellen Einsatz von Geräten im Unterricht empfohlen. 
Die Geräteanzahl soll idealerweise in Klassenstärke liegen. Ein Einsatz mit weniger Geräten für Kleingruppenarbeit bzw. Einzelarbeit ist auch möglich. Die Gerätewagen oder –koffer sind auch als Einführungsvariante bzw. in einer Erprobungsphase einsetzbar, um Erfahrungen mit digitalen Arbeitsweisen für Lernende sowie Lehrkräfte mit dem späteren Ziel der 1:1 Ausstattung von ganzen Klassen oder Jahrgangsstufen zu sammeln.
Für einen Einsatz in möglichst vielen Klassenräumen muss die Gebäudebeschaffenheit beachtet werden: Pro Stockwerk muss es mindestens einen Gerätewagen geben, um schweres Heben der Gerätschaften über Stufen und Schwellen durch den Anwender zu vermeiden. Bei der Auswahl von mobilen Gerätewagen soll außerdem auf Kleinigkeiten wie z.B. Größe der Räder (große besser als kleine) und Beschaffenheit (lenkbar besser als fest) geachtet werden. Mit großen, lenkbaren Rädern aus Gummi können Schwellen einfacher überwunden werden, und es entstehen weniger Erschütterungen für die Geräte. Das Gewicht inkl. Geräte muss für die Anwender zu schaffen sein. Hier können ergonomisch platzierte Griffe zum einfachen und sicheren Bewegen des Gerätewagens unterstützen. Die Geräte- und Anwendersicherheit muss gegeben und am besten CE-zertifiziert und/oder TÜV-geprüft sein.​

Nicht vergessen: Mobile Gerätewagen

• Lade-Management
• Remote-Management
• Handhabbarkeit der Gesamtlösung
• Einsatzszenarien müssen mit der Gerätezahl übereinstimmen
• AP, Netzteile (Platzbedarf), wenn eine flächendeckende WLAN-Infrastruktur nicht kurzfristig installiert werden kann

• Nicht vergessen: Mobile Arbeitsgeräte
• Anschluss an Präsentationstechnik (Whiteboard, Projektor, …)
• Login eventuell mit Mehrfaktor-Authentifizierung
• Fernwartungsfähigkeit (am besten auch bei ausgeschalteten Geräten und ohne LAN-Kabel) zum Update von Software
• Diebstahlschutz
• Datensicherheit
• Nutzung im pädagogischen Netz
• Bedarfsgerechte Ausstattung nach Nutzungskonzept z.B. für Verwendung der eigenen digitalen Materialien über Whiteboard, Bildschirmübertragung, Dateiübertragung an Rechner der Lehrkräfte oder Schüler und Schülerinnen, Abrufen und Versenden bearbeiteter digitaler Lernmaterialien, Videos, Übungen, etc.
• Robustheit
• Mobilität (Akkulaufzeit und Akkuladezeit)
• Supportart und -geschwindigkeit bedenken - schnelle Reparatur oder Austausch notwendig

Mögliche Nutzungs- und Finanzierungsmodelle
> Siehe Eckbaustein: Finanzierung

​CHECKLISTE: HARDWAREAUSWAHL

Lernumgebung

• Kann das Gerät mit Ihren lehrplanbasierten digitalen Inhalten und Tools umgehen?
• Unterstützt das Gerät sowohl Online- als auch Offline-Lernen?
• Unterstützt das Gerät neue als auch zukünftige Lehr- und Lernprozesse (z.B. Virtual Reality, Augmented Reality, …)?
• Ermöglicht das Gerät mehrere Benutzereingabemethoden (Stift, Tastatur, Touch, Sprache, …)?
• Ist das Gerät mit Ihren anderen (aktuell und zukünftig verwendeten) Geräten, Ihrer (aktuell und zukünftig verwendeten) Software und Ihrer (aktuell und zukünftig verwendeten) Infrastruktur kompatibel?

​Gerätefunktionalität

• Verfügt das Gerät über einen ausreichenden Funktionsumfang und Anschlussmöglichkeiten, um eine Verwendung jetzt und in Zukunft sicherzustellen?
• Ist die Batterielaufzeit für den Schultag (aktuell und zukünftig) ausreichend?
• Ist die Bildschirmgröße ausreichend, um Schüleraufgaben zu unterstützen, wie z.B. Lesen von Texten, handschriftliche Annotationen?
• Kann das Gerät sowohl mit Produktivitätssoftware, als auch mit Webanwendungen umgehen?
• Gibt es eine Nutzungsmöglichkeit, Geräte zentral zu steuern mit dem Effekt, dass persönliche Daten auf dem Gerät nicht langfristig vorgehalten werden so dass Geräte personenungebunden eingesetzt werden können?
• Ist das Gerät ggfs. entsprechend robust (z.B. bestandener Sturztest) oder gibt es entsprechende Schutzhüllen dafür?

Verwaltbarkeit & Bereitstellung

• Ist das Gerät ausreichend langlebig und wartungsfähig für die geplante Haltezeit?
• Gibt es eine ausreichend lange Geräte-Garantie für die geplante Haltezeit mit entsprechenden Reaktionszeiten (z.B. Vor-Ort-Austausch/Reparatur am nächsten Arbeitstag)?
• Verfügt das Gerät über integrierte Verwaltungsfunktionen?
• Verfügt das Gerät über geeignete Sicherheitsverwaltungsfunktionen (z.B. anpassbare Multifaktor-Authentifizierung von Nutzern, hardwarebasierter Schutz vor Sicherheitsbedrohungen)?
• Bietet das Gerät einen ausreichenden Schutz der Anwenderdaten?
• Ist ein Classroom Management für die Steuerung durch den Lehrer als zusätzliche Funktion mit Kompatibilität für mehrere OS Plattformen vorhanden?

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Eckbaustein 5

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