Warum bekommen es die Kultusministerien es einfach nicht hin mit den Schulclouds?

Mebis ist vor den Weih­nachts­fe­ri­en unter der Last der Nut­zer­an­fra­gen zusam­men­ge­bro­chen. Das hat vie­le Nach­fra­gen aus­ge­löst und Was­ser auf die Müh­len der­je­ni­gen lau­fen las­sen, die pro­prie­tä­re Lösun­gen wie MS-Teams bevor­zu­gen: „Siehs­te, die Kul­tus­mi­nis­te­ri­en bekom­men es nicht auf die Rei­he!“ Ich möch­te in die­sem Arti­kel ein­mal eine Lan­ze bre­chen für die Situa­ti­on, in denen sich Fach­re­fe­ra­te in Kul­tus­mi­nis­te­ri­en befin­den und vor wel­chen Auf­ga­ben sie ste­hen, wenn man wirk­lich eine Platt­form lan­des­weit zur Ver­fü­gung stel­len möchte.

Shortread

  • Fach­per­so­nal mit IT-Kom­pe­tenz ist im öffent­li­chen Bereich rar. Wer hier etwas errei­chen und krea­tiv oder prag­ma­tisch sein möch­te, muss oft Ent­schei­dun­gen tref­fen und Men­schen blind ver­trau­en, die er/sie zunächst nicht ver­steht. Man braucht Mut zum Han­deln. Der wird aber nicht belohnt – schon gar nicht von der Öffent­lich­keit (s.u.).
  • Han­delt man ein­fach und setzt um, kom­men mit Sicher­heit kri­ti­sche Nach­fra­gen zum Aus­schrei­bungs­recht. Das ist momen­tan kaum ein­zu­hal­ten. Bei den Sum­men, von denen wir reden, kom­men wir zumin­dest mit dem Anspruch „lan­des­weit“ immer in die euro­pa­wei­te Aus­schrei­bung. Wenn man es ganz eng am Aus­chrei­bungs­recht macht, muss man offen aus­schrei­ben und kann das spä­te­re Pro­dukt nur in Gren­zen vorherbestimmen.
  • Beach­tet man das Aus­schrei­bungs­recht, kom­men mit Sicher­heit kri­ti­sche Nach­fra­gen zum The­ma Daten­schutz. Der tech­ni­sier­te Schul­be­trieb auf Distanz stellt ohne trans­pa­rent und demo­kra­tisch ver­ab­schie­de­te gesetz­li­che Rege­lun­gen für man­che Kri­ti­ker per se „einen schwe­ren Grund­rechts­ein­griff“ dar. Dass Schu­le, die gar nicht statt­fin­det, auch Grund­rech­te berüh­ren könn­te, ist bei den Nach­fra­gen­den oft nicht so ent­schei­dend – auch nicht, dass beim Betrieb durch die öffent­li­che Hand Daten in der öffent­li­chen Hand ver­blei­ben und For­ma­lia im Prin­zip nach­ge­holt wer­den könnten.
  • Beach­tet man das Aus­schrei­bungs­recht und Daten­schutz­recht kom­men kri­ti­sche Nach­fra­gen zur Ein­bin­dung der Betrof­fe­nen in den Ent­schei­dungs­pro­zess. Die Berück­sich­ti­gung von Daten­schutz­aspek­ten schränkt tech­ni­sche Mög­lich­kei­ten erheb­lich ein. Die Lösun­gen, die dabei her­aus­kom­men müs­sen, wer­den fast zwangs­läu­fig päd­ago­gisch unbe­frie­di­gend sein.

Das kann man alles berück­sich­ti­gen und machen. Es dau­ert aber Jah­re. Die Minis­te­ri­en kön­nen also han­deln und dafür öffent­lich „auf die Fres­se“ bekom­men oder sie kön­nen die not­wen­di­gen Schrit­te für eine trans­pa­ren­te und rechts­fes­te Umset­zung gehen und für ihre Lang­sam­keit „auf die Fres­se“ bekommen.

Ja, das hät­te man ggf. weit frü­her in Angriff neh­men müs­sen. Hat man aber nicht. Dafür gibt es ja auch berech­tigt „auf die Fres­se“. Aber hel­fen tut das auch nicht gerade.

Der Aus­weg: Man han­delt jetzt sys­tem­lo­gisch m.E. oft gera­de so, dass man sich nicht dem Untä­tig­keits­vor­wurf aus­set­zen muss, aber auch nicht zu viel Geld ver­senkt, was man dann spä­ter ver­ant­wor­ten muss. Das die­se oft­mals „Ver­le­gen­heits­lö­sun­gen“ im Betrieb mit allen Schüler:innen nicht stand­hält, ist lang­fris­tig bes­ser ver­ant­wort­bar, als wenn man gleich sehr viel Geld inves­tiert hät­te. „Es waren halt die Umstände!“

Longread

Schau­en wir uns mal Mood­le an und tun wir so, als woll­ten für das lan­des­weit aus­rol­len. Dar­an lässt sich ganz hübsch die gesam­te Band­brei­te an Her­aus­for­de­run­gen zeigen:

Mood­le ist erst­mal so eine Art Pro­gramm. Eigent­lich noch viel weni­ger. Es ist viel mehr ein Text mit vie­len Anwei­sun­gen. Die­ser Text muss von einem Über­set­zer („Inter­pre­ter“) in etwas über­setzt wer­den, was ein Brow­ser wie Fire­fox oder Chro­me anzei­gen kann. Das nennt man „Sei­ten­quell­text“ und den kann man sich anzei­gen las­sen, wenn man auf einer Inter­net­sei­te die rech­te Maus­tas­te drückt und „Sei­ten­quell­text anzei­gen“ aus­wählt. Die­ser Sei­ten­quell­text wird von einem wei­te­ren, dies­mal ech­ten Pro­gramm („Web­ser­ver“) an den Brow­ser bzw. Anwen­der aus­ge­lie­fert. Für das Pro­ze­de­re braucht man pri­mär einen schnel­len Pro­zes­sor (CPU). Etwas Haupt­spei­cher (RAM) gehört auch dazu.

Damit Mood­le Daten spei­chern und aus­ge­ben kann, wird ein Daten­bank­sys­tem (DBMS) ver­wen­det. Das ist ein Pro­gramm, wel­chen Daten sehr effi­zi­ent spei­chern und i.d.R. noch viel effi­zi­en­ter wie­der aus­ge­ben kann. Das klappt beson­ders gut, wenn die Daten mög­lichst voll­stän­dig im Haupt­spei­cher (RAM) lie­gen. Selbst eine SSD ist deut­lich lang­sa­mer beim Zugriff.

Gro­ße Datei­en las­sen sich nicht sinn­voll in einem Daten­bank­sys­tem able­gen. Mood­le legt nur Ver­wei­se (Links) in sei­ne Daten­bank, die dem Mood­le­code sagen, wo ein Bild oder eine PDF-Datei zu fin­den ist. Datei­en wer­den in Sto­rages gela­gert. Für den RAM wären sie schlicht zu groß. Sto­rages kön­nen SSDs (teu­er) oder nor­ma­le Fest­plat­ten (güns­tig) sein. Mood­le ver­schlüs­selt aber sei­ne Datei­en. Zum Ver- und Ent­schlüs­seln braucht man wie­der­um CPU-Leis­tung. RAM zum Aus­lie­fern braucht man ver­hält­nis­mä­ßig wenig, da Datei­en in klei­nen Por­tio­nen und nicht voll­stän­dig ver­schickt werden.

Wenn man Mood­le selbst auf­setzt, wird man i.d.R. sowas bauen:

Alle drei Kom­po­nen­ten lau­fen auf dem glei­chen Ser­ver und kon­kur­rie­ren dann um CPU, RAM und Sto­rage. Man kann für 50,- Euro Ser­ver mie­ten, die für 800‑1000 Schüler:innen aus­rei­chen. Aller­dings kommt es sehr stark auf die Nut­zung an: Wenn man vor­wie­gend Kur­se baut, in denen ledig­lich Auf­ga­ben und PDFs koexis­tie­ren, klappt das spie­lend. Die dazu nöti­gen Abfra­gen sind harm­los. Wenn aber z.B. das Test­mo­dul oder der Chat exzes­si­ver genutzt wer­den, kann es schnell aus sein mit der Freu­de an der tol­len Funk­ti­on. Dann muss man den nächst­grö­ße­ren Ser­ver kau­fen oder her­um­op­ti­mie­ren (mehr als 15–20% holt man damit aber nach mei­ner Erfah­rung nicht raus).

Ich bin davon über­zeugt, dass alle Instal­la­tio­nen von Mood­le auch auf Lan­des­ebe­ne genau so ange­fan­gen haben: Erst mal einen Test­ser­ver auf­set­zen und schau­en, wie der Betrieb so läuft.

Das Spiel „Hard­ware upgraden“ ist aber irgend­wann zu Ende: Wenn vie­le Anfra­gen her­ein­kom­men, star­tet der Web­ser­ver mehr Inter­pre­ter. Die­se pro­du­zie­ren dann mehr Anfra­gen an das Daten­bank­sys­tem. Und sie bele­gen mehr RAM.

Der Mood­le­ser­ver fängt an zu ster­ben, wenn die Daten aus der Daten­bank nicht mehr in den Haupt­spei­cher pas­sen. Dann kom­men die­se Daten auf die lang­sa­me Fest­plat­te. Dadurch stau­en sich Anfra­gen, die das DBMS unter nor­ma­len Umstän­den spie­lend bewäl­tigt hät­te und immer mehr Inter­pre­ter müs­sen war­ten und wer­den nicht been­det. Wenn RAM und Aus­la­ge­rungs­spei­cher voll sind, wer­den die Über­le­bens­in­stink­te des Betriebs­sys­tems geweckt. Die­ses beginnt nun damit, Inter­pre­ter zu been­den, um wie­der RAM frei zu bekom­men. Die Anfra­gen an die­se Inter­pre­ter lau­fen nun ins Nir­wa­na und es geht für den Nut­zer ent­we­der ins Nir­wa­na (Con­nec­tion timed out) oder mit einem letz­ten Lebens­zei­chen in den Kur­ort (500 – Bad Gate­way). Ein Absturz ist das tech­nisch gese­hen nicht. Das Sys­tem selbst funk­tio­niert ja noch, tut aber nicht das, was es soll.

Was tun?

Eine simp­le Mög­lich­keit besteht dar­in, die Arbeit ein­fach auf meh­re­re Ser­ver zu ver­tei­len. Das geht mit die­sem ein­fa­chen Ver­fah­ren, wenn Schu­len jeweils eige­ne Mood­le­sys­te­me erhal­ten sollen,

Wenn man merkt, dass ein Ser­ver über­las­tet ist, schiebt man die ent­spre­chen­de Schu­le ein­fach auf einen neu­en. Man kann auch Schu­len, die nicht viel Last erzeu­gen, mit meh­re­ren ande­ren auf einen Ser­ver packen. Kom­men neue Schu­len, kauft man neue Ser­ver dazu.

Ich baue davor ger­ne noch einen Pro­xy. Ein Pro­xy spei­chert Sei­ten, die schon ein­mal von Mood­le gebaut wor­den sind in sei­nem Spei­cher als Kopie. Wenn ein Anwen­der wie­der genau die­se Sei­te anfor­dern, muss man nicht den Mood­le­ser­ver selbst damit behel­li­gen. Die ein­zel­nen Mood­le­ser­ver machen dabei immer noch alles gleich­zei­tig: Mood­le­code + DBMS + Storage.

Für so ein Set­up muss man erheb­lich mehr kön­nen als beim ers­ten. Vor allem beim Über­wa­chen der Ser­ver. Und man soll­te z.B. das Ver­schie­ben einer Schu­le auf einen ande­ren Ser­ver tun­lichst auto­ma­ti­sie­ren. Sich einen Root­ser­ver mie­ten und mit einem Ver­wal­tungs­tool Mood­le zu instal­lie­ren rei­chen dann nicht mehr. Trotz­dem ist das Set­up sehr sim­pel, da die Mood­les­ser­ver für sich selbst­stän­dig arbei­ten. Den Pro­xy kann man z.B. durch Fai­l­over-IPs im Not­fall als „sin­gle point of fail­u­re“ auto­ma­tisch eliminieren.

Ich wet­te, dass auch auf Lan­des­ebe­ne das oft die ers­te Eska­la­ti­ons­stu­fe ist, weil man sol­che Set­ups selbst als Laie noch mit eige­nen Mit­teln hinbekommt.

Mebis hat noch mehr Probleme

Mebis ist eine zen­tra­le Instal­la­ti­on. Es gibt kei­ne Seg­men­tie­rung in Ein­zel­mood­le­sys­te­me für Schu­len. Wil­des Her­um­ge­schie­be der Schu­len ist nicht mög­lich. Also muss man noch eine Schip­pe Kom­ple­xi­tät drauf­le­gen und jetzt wirk­lich skalieren.

Man trennt jetzt kei­ne Mood­les­sys­te­me – das geht ja auch gar nicht. Man trennt die ein­zel­nen Kom­po­nen­ten wie Mood­le­code, DBMS und Sto­rage auf. Man kann dadurch die ein­zel­nen Ser­ver auf ihre Auf­ga­be hin opti­mie­ren. Für den Mood­le­code viel CPU-Wumps, für die Daten­bank viel Spei­cher. Und man kann Read-Only-Daten­ban­ken vor­hal­ten, aus den nur gele­sen wird. Schrei­bope­ra­tio­nen bei Mood­le sind ver­gleichs­wei­se gering. Ein dies­mal rich­ti­ger Load­ba­lan­cer ent­schei­det je nach Aus­las­tung der CPU-Nodes, wohin die Anfra­ge geht. Wenn es nicht reicht, stellt man neue Ser­ver dazu. Wenn man es gut macht, belie­big vie­le. Für ein gan­zes Bun­des­land wird man das über Rechen­zen­trums­gren­zen hin­aus machen müs­sen. Und die Ser­ver müs­sen unter­ein­an­der durch schnel­le Ver­bin­dun­gen ver­netzt sein. Die Daten müs­sen ja unter den DBMS- und Sto­rage-Ser­vern schnell aktua­li­siert wer­den Moni­to­ring bleibt Pflicht. Und Back­ups. Und Desaster-Recovery.

Durch Auto­ma­ti­sie­rung kann man schnell reagie­ren. Gro­ße Anbie­ter wie its­lear­ning dürf­ten ver­gleich­ba­re Set­ups fah­ren und selbst die haben sich bezüg­lich der Anfra­ge­men­ge beim Wech­sel ins Schul­sze­na­rio C offen­bar stel­len­wei­se verkalkuliert.

Micro­soft und Goog­le stel­len aller Wahr­schein­lich­keit nach nicht mal mehr eige­ne Ser­ver für sol­che Auf­ga­ben hin. Das wird so ziem­lich alles in wirk­lich gro­ßen Rechen­zen­trum mit aber­tau­sen­den von Maschi­nen vir­tua­li­siert sein. Bei einer dro­hen­den Über­las­tung „bläst“ sich das Sys­tem dann auto­ma­ti­siert auf.

Das Problem der Ausschreibung

Das letz­te Set­up kann man nicht durch eine beschränk­te Aus­schrei­bung (drei Ver­gleichs­an­ge­bo­te) bekom­men. Da geht es um mehr Taler. Das Teu­re ist weni­ger die spä­ter Ska­lie­rung (der Zubau an Ser­vern). Das Teu­re ist der Gehirn­schmalz, der in die Kon­zep­ti­on flie­ßen muss. Schon für die Aus­schrei­bung braucht man für das Las­ten­heft immense tech­ni­sche Kennt­nis­se. Wer bei der Kon­zep­ti­on einer Aus­schrei­bung mit­wirkt (und so jeman­den wird man brau­chen), darf übri­gens spä­ter nicht mehr mitbieten.

Schon ein klei­nes Set­up wird dadurch immens teu­er. Rech­nen tut sich eine sol­che Vor­be­rei­tung nur bei spä­te­ren Wach­sen in die Brei­te. Daher wird man erst schlicht das Geld dafür nicht bekom­men. Und wenn man es kri­sen­be­dingt dann doch bekommt, sind die Anbie­ter und IT-Spe­zia­lis­ten, die so etwas hoch­zie­hen könn­ten, auf wun­der­ba­re Wei­se mit Auf­trä­gen ausgelastet.

Das ist Men­schen mit begrenz­tem tech­ni­schen Know-How nicht ver­mit­tel­bar. Oder – wäre Coro­na nicht gekom­men – wäre man in der Pres­se bit­ter­bö­se ver­prü­gelt wor­den, dass man so viel Geld für ein so klei­nes Set­up ver­bal­lert hat.

Was wesent­lich leich­ter daher­kommt, ist die Aus­schrei­bung eines spe­zi­fi­schen Pro­dukts wie z.B. Micro­soft Teams. Dafür dürf­ten sogar extra Bera­ter / Lob­by­is­ten von Micro­soft oder Apple oder … ins Haus kom­men, die die Minis­te­ri­en bei der Erstel­lung einer sach­ge­rech­ten Aus­schrei­bung „unter­stüt­zen“. Um das Aus­schrei­bungs­recht ein­zu­hal­ten, müs­sen das streng­ge­nom­men Mitarbeiter:innen einer „Toch­ter“ des Groß­un­ter­neh­mens sein (s.u.).

Und natür­lich ist die­se Vari­an­te für die Fach­re­fe­ra­te der Kul­tus­mi­nis­te­ri­en attraktiv!

Das Datenschutzproblem

Das ein­zi­ge mir bekann­te Sys­tem, das in Zusam­men­ar­beit mit einem Lan­des­da­ten­schutz­in­sti­tut ent­wi­ckelt wor­den ist, ist die nie­der­säch­si­sche Bil­dungs­cloud (NBC). Über die dadurch ver­blei­ben­de Funk­tio­na­li­tät mag sich jeder selbst ein Bild machen. Die NBC bzw. die dar­un­ter­lie­gen­de HPI-Schul­cloud ist unter star­kem Beschuss hin­sicht­lich der Finan­zie­rung – Aus­schrei­bungs­recht halt.

Bei gro­ßen us-ame­ri­ka­ni­schen Anbie­tern ist die Daten­schutz­pro­ble­ma­tik oft noch nicht geklärt. Schlägt ein Kul­tus­mi­nis­te­ri­um hier zu, gibt es öffent­li­chen Unmut. Des­we­gen ist der Daten­schutz der erklär­te Feind der­je­ni­gen, die schnell han­deln und eben­so schnell zu einem funk­ti­ons­fä­hi­gem Sys­tem kom­men wol­len. Auf deren Sei­te ste­hen zur­zeit vie­le Anwen­der, deren Anfor­de­run­gen man eigent­lich oft so zusam­men­fas­sen kann: „Wenn eine öffent­lich finan­zier­te Cloud mir nicht das bie­ten kann, was mir MS-Teams bie­tet, dann ist sie nichts!“ Spoi­ler: Sys­te­me, die den Daten­schutz berück­sich­ti­gen, kön­nen das rein for­mal schon nicht.

Die „Gefahr“, die von gro­ßen Anbie­tern aus­geht, ist eine noch sehr abs­trak­te – wie etwa die Aus­sicht auf die zwei­te Coro­na­wel­le im August für die meis­ten Kul­tus­mi­nis­te­ri­en. Es ist abso­lut nicht abzu­schät­zen, was uns da bei der Ver­wen­dung von Schüler:innendaten durch das Sili­con-Val­ley noch bevor­ste­hen könn­te. Das Ver­trau­en in rei­ne Lern­platt­form­an­bie­ter ist da noch gefühlt grö­ßer – die wer­den ja auch nie­mals an Inves­to­ren ver­kauft wer­den, oder? Bei kom­plett offe­nen Sys­te­men wie z.B. Mood­le hat man als öffent­li­che Hand die vol­le Kon­trol­le und alle Pro­ble­me und Her­aus­for­de­run­gen gegen sich.

Das Beteiligungsproblem

Gegen Anwender:innen, die eine Lösung mit ihren Fea­tures gewohnt sind, lässt sich schwer etwas durch­set­zen, was tech­nisch einen Rück­schritt dar­stellt. Lehr­ma­nage­ment­sys­te­me sind hier viel bes­ser gewor­den, aber eben immer noch nicht rich­tig gut. Außer­dem gibt dann noch Leu­te wie mich, die gro­ße Schwie­rig­kei­ten mit Lehr­ma­nage­ment­sys­te­men haben. Apple, Micro­soft, its­lear­ning, die NBC und Mood­le sind des­halb so erfolg­reich, weil sie Schu­le so abbil­den, wie Schu­le ist: Die Lehr­kraft gibt die Struk­tu­ren bis hin zu „Lauf­we­gen“ (Lern­pfa­de) vor, die die Schüler:innen dann ent­lang­lau­fen. Man kann Lehr­ma­nage­ment­sys­te­me anders nut­zen – nur braucht man sie dann eigent­lich nicht mehr.

Onenote kann das gute, alte Schul­heft tech­nisch am aller­bes­ten imi­tie­ren und zudem alle Hef­te immer für die Lehr­kraft ver­füg­bar machen. Ob letz­te­res ein Vor­teil ist, müss­te man noch dis­ku­tie­ren. Für mich gibt nicht viel Über­grif­fi­ge­res als ein Blick auf alle Bild­schir­me z.B. via Apple Class­room. Aber das ent­spricht den Anfor­de­run­gen, die an Apple her­an­ge­tra­gen werden.

Anwender:innen sind oft in Ver­bän­den orga­ni­siert. Ein Ver­band ist immer das Gegen­über des Kul­tus­mi­nis­te­ri­ums bei Beneh­mens­pro­zes­sen. Die Mit­glie­der wer­den gera­de im Bereich der Anwen­dung digi­ta­ler Tech­no­lo­gie extrem hete­ro­gen sein. Herz­li­chen Glück­wunsch bei der Konsensfindung.

Das Qualifizierungsproblem

Um eine Schul­cloud sinn­voll nut­zen zu kön­nen, muss man in der Anwen­dung digi­ta­ler Werk­zeu­ge kom­pe­tent sein. Las­sen wir die­sen Punkt lie­ber. Der Arti­kel ist eh schon zu lang.

Fazit

Schul­clouds in der öffent­li­chen Hand zu ent­wi­ckeln war auch schon vor Coro­na nicht so ein­fach. Die Kom­pro­miss­lö­sun­gen kön­nen dem jet­zi­gen Ansturm nicht gewach­sen sein und auch nicht pro­blem­los und unbü­ro­kra­tisch auf­ge­pus­tet wer­den. Wenn ich ein Kul­tus­mi­nis­te­ri­um mit der Auf­ga­be einer schnel­len Umset­zung bera­ten müss­te, wür­de ich zu einem Fer­tig­pro­dukt raten.

For­mal sind vie­le Fach­re­fe­ra­te in den MKs fit. Der Weg zu einem Lehr­ma­nage­ment­sys­tem in der öffent­li­chen Hand ist mehr als stei­nig: Tech­ni­sche Exper­ti­se, Aus­schrei­bungs­recht, Betei­li­gungs­ver­fah­ren – alles viel ein­fa­cher mit Lock-in-Lösun­gen, wie es Teams, itu­nes oder auch Web­wea­ver oder its­lear­ning oder <belie­bi­ges Lehr­ma­nage­ment­sys­tem> nun­mal so sind.

Mood­le ist eine ech­te Aus­nah­me, wes­we­gen ich den bay­ri­schen Weg mit Mebis per­sön­lich abso­lut klas­se fin­de. Muss jetzt halt tech­nisch nur noch lau­fen. Wenn es die Bay­ern nicht schaf­fen, ist die Welt­ord­nung nicht nur in der Bun­des­li­ga außer Kraft gesetzt.