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--- dossier:bin:bedarfsklaerungen [2011/02/01 10:43] – Marc Pilloud
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 ===== -#6 Bedarfsklärungen Internetanbindung =====
-Wie sich die ICT Nutzung in der Schule in den nächsten 4 Jahren (2011-2015) entwickeln wird, wurde in den Kapitel 4 - Entwicklungen und Kapitel 5 - Orientierungsbild erarbeitet und dargelegt. Diese Grundlage ist notwendige Voraussetzung um sich der Kernfrage des Entwicklungsplans "Bildung im Netz" zuzuwenden. Wie sollen die Schulen in naher Zukunft ans Internet angeschlossen werden?
+Die beiden Kapitel 4-Entwicklungen und 5-Orientierungsbild legten dar, wie sich die ICT in den nächsten 4 Jahren (2011-2015) in der Schule entwickeln wird. Diese Grundlage ist notwendig, um sich der Kernfrage des Dossiers zuzuwenden: Wie entwickelt sich von 2010 bis 2015 die Internetnutzung der Schulen und wie sollen diese kosteneffizient ans Internet angeschlossen werden?
-Die folgenden drei Kapitel rund um die Internetanbindung der Schulen führen über eine Bedarfsklärung zum Entwicklungsplan und nähern sich abschliessend der Internet-Sicherheit.
+Die folgenden drei Kapitel zur Internetanbindung der Schulen führen über eine Bedarfsklärung Internetanbindung (Kapitel 6) zum Entwicklungsplan Internetanbindung (Kapitel 7) und nähern sich abschliessend den Sicherheitsfragen (Kapitel 8). Beginnen wir mit der Bedarfsklärung für die Volksschulen.
 ==== - Bedarfsklärung Volksschule ====
-Die Bedarfsklärung der Volkschule betrachtet folgende Punkte
+Um zu klären, wie sich die Internetnutzung an den Volksschulen im Zeitraum 2011-2015 entwickeln wird und welche Internetanbindungen sinnvoll und angemessen sind, werden (a) aktuelle pädagogisch-didaktische ICT-Projekte und (b) eine Übersicht einer zurückhaltenden und einer forcierten Entwicklung der ICT-Nutzung in der Volksschule aufgezeigt.
-   * aktuelle pädagogisch-didaktische Entwicklungen
-   * [[5562.10001:entwicklungsplan#anwendungsfelder_heute/morgen_(2010/2015)|Anwendungsfelder heute/morgen (2010/2015)]]
-=== - Für Internetanbindung relevante pädagogisch-didaktische Entwicklungen ===
+=== a) aktuelle pädagogisch-didaktische Projekte ===
-Folgende pädagogisch-didaktische Punkte sind relevant um den Bedarf
+Für die folgenden vom Bildungsrat geförderten pädagogisch-didaktischen Projekte ist eine gute Internetanbindung in der Volksschule relevant.
-der Internetanbindungen an den Volksschulen zu klären.
-   * [[5562.10001:entwicklungsplan#stellwerk_und_lehrmittel_fuer_stellwerk|Stellwerk und online-Lehrmittel für Stellwerk]]
+Mit dem **Stellwerk inkl. Lehrmittel** betreiben der Kanton Zürich und der Kanton St. Gallen gemeinsam eine Internet-Plattform mit Hilfe der Standortsbestimmungs-Tests in der 8ten Klasse durchgeführt.
-   * [[5562.10001:entwicklungsplan#lehrmittelergaenzende_plattform_-_lehrmittelclub.ch|Lehrmittelergänzende Plattform]]
-   * [[5562.10001:entwicklungsplan#stufenuebergreifendes_ict-konzept_fuer_die_volksschule|Stufenübergreifendes ICT-Konzept für die ZH Volksschule]]
+Mit dem **lehrmittelclub.ch** hat der Lehrmittelverlag des Kanton Zürich im dritten Quartal 2010
+eine Plattform vorgestellt, die zusätzliche Dienste und Materialien zu aktuellen Lehrmitteln anbietet.
-== Stellwerk und Lehrmittel für Stellwerk ==
+Mit dem **stufenübergreifendes ICT-Konzept für die Zürcher Volksschule** ((http://wiki.edu-ict.zh.ch/avanti:index)) hat der Bildungsrat des Kantons Zürich hat am 31.8.2009 grünes Licht gegeben für eine Ausarbeitung eines Konzeptes basierend auf folgenden 6 Themenkreise:
-Der Kanton Zürich und der Kanton St. Gallen betreiben gemeinsam die Internet-Plattform Stellwerk,
-mithilfe dieser Plattform werden in der 8ten Klasse Standordbestimmungs-Tests durchgeführt.
-== Lehrmittelergänzende Plattform - lehrmittelclub.ch ==
-Der Lehrmittelverlag des Kanton Zürich hat im 3ten Quartal 2010 mit dem lehrmittelclub.ch
-eine Plattform vorgestellt, die zusätzliche Dienste und Material zu aktuellen Lehrmittel anbietet.
-== Stufenübergreifendes ICT-Konzept für die Volksschule ==
-Der Bildungsrat des Kanton ZH hat am 31.8.2009 grünes Licht gegeben für «ein stufenübergreifendes ICT-Konzept für die Zürcher Volksschule» ((http://wiki.edu-ict.zh.ch/avanti:index)). Es umfasst die 6 Themenkreise:
   * Verlässliche und relevanten Daten erheben
   * Steuerung und Qualitätssicherung garantieren
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   * Webbasierte Lehr- und Lernmedien beurteilen
   * Lehrerweiterbildung konzipieren und anbieten
-Zur Zeit werden vom Institut für Bildungsevaluation die Resultate der Umfrage ausgewertet und das Befragungsinstrument für die Interviews erstellt. Die Resultate werden im November in vorliegen und dem Bildungsrat vorgelegt.
+Zur Zeit werden vom Institut für Bildungsevaluation die Resultate der Umfrage ausgewertet.
-=== - Anwendungsfelder Volksschule heute/morgen (2010/2015) ===
+=== b) Entwicklung der ICT-Nutzung in der Volksschule von 2011-2015 ===
-^ Schulstufe / Anwendungsfelder    ^ heute 2010              ^ morgen 2015            ^
-^ Kindergarten  | Lernsoftware und Lernspiele | Lernsoftware und Lernspiele  |
-^      | individualisiert DVD-basiert | individualisiert **Web**-basiert  |
-^ Primarstufe    | Lernsoftware , Computer als Werkzeug (Anwenderschulung) | Lernsoftware (Web-basiert), Übungsmaterial + Lernmedien, Präsentation, Internetrecherche, Medienbildung |
-^      | individualisiert + Klassenunterricht \\ lokal + DVD-basiert | individualisiert + Klassenunterricht \\ DVD + Web-basiert |
-^ Sekundarstufe 1   | Computer als Werkzeug, Internetrecherche   | Computer als Werkzeug, Internetrecherche |
-^                   |                                            | Kooperatives Arbeiten im Netz |
-^                   | individualisiert + Klassenunterricht, \\ Web-basiert | individualisiert + Klassenunterricht \\ Web-basiert |
-^                   |                                                   | Lehrmittelzusätze im Netz |
+^ 2011 ist ^ 2015 realistisch ^ 2015 möglich ^
+^ \\ Kindergarten  ^^^
+| - Lernsoftware und Lernspiele (vereinzelt) \\ - individualisiert, DVD-basiert | - Lernsoftware und Lernspiele (vermehrt) \\ - individualisiert, Web-basiert | - Lernsoftware und Lernspiele \\ - individualisiert, Web- & App-basiert |
+| \\ |||
+^ \\ Primarstufe  ^^^
+^ Computer im Unterrichtszimmer ^ Notebooks im Unterrichtzimmer und Pool ^ ein mobiles ICT-Gerät pro Schüler/in ^
+| - Computer als Werkzeug (Anwenderschulung) \\ - Lernsoftware \\ \\ \\ \\ - lokal + DVD-basiert \\ - individualisiert + Klassenunterricht | - Computer als Werkzeug (Anwenderschulung) \\ - Lernsoftware \\ - Internetrecherche (vereinzelt) \\ - Übungsmaterial + Lernmedien, Präsentation \\ - Medienbildung \\ - DVD + Web-basiert \\ - individualisiert + Klassenunterricht | - Computer als Werkzeug (Anwenderschulung) \\ - Lernsoftware \\ - Internet als Wissensquelle  \\ - Übungsmaterial + Lernmedien, Präsentation \\ - Medienbildung \\ - Web + App-basiert \\ - individualisiert + Klassenunterricht |
+| \\ |||
+^ \\ Sekundarstufe 1  ^^^
+^ Notebookpools und Informatikzimmer ^ Notebookpools und Informatikzimmer ^ ein Netbook pro Schüler/in ^
+| - Computer als Werkzeug \\ - Internetrecherche \\ \\ \\ \\ \\ - Web-basiert \\ - individualisiert + Klassenunterricht | - Computer als Werkzeug \\ - Internetrecherche \\ - Präsentationen gestalten \\ - kooperatives Arbeiten im Netz (vereinzelt) \\ - Lernmedien + Lehrmittelzusätze im Netz \\ \\ - Web-basiert \\ - individualisiert + Klassenunterricht  | - Computer als Werkzeug \\ - Internet als Wissensquelle \\ - Präsentationen gestalten \\ - kooperatives Arbeiten im Netz \\ - Lehrmittel und Lernmedien sind digital  \\ - organisatorische Kommunikation \\ - Web-basiert \\ - individualisiert + Klassenunterricht  |
 ==== - Bedarfsklärung Sekundarstufe 2 ====
-=== - Annäherung der Sekundarstufe 2 an Hochschulen, Unternehmen und Privathaushalte  ===
+Die Bedarfsklärung für die Sekundarstufe 2 basiert auf (a) dem Vergleich mit den Internetanbindungen in der Privatwirtschaft und den Hochschulen, auf (b) der Entwicklung der ICT-Nutzung von 2011-2015 und <nowiki>(c)</nowiki> aktueller Nutzungszahlen.
-Die Schulen der Sekundarstufe II hinken bzgl. Internetanbindung den meisten Unternehmen, den Hochschulinstitutionen und manchmal auch den privat verfügbaren Anschlüssen hinten nach.
-Die Hochschulen sind entwicklungsgeschichtlich weit fortgeschritten bzgl. Internetanbindung. Die meisten Fachhochschulen, die Universitäten und die ETH bilden über SWITCH ein eigenes sehr schnelles und verlässliches Bildungsnetz mit föderativem Single-Login-System (AAI).
+=== a) Annäherung der Sekundarstufe 2 an Hochschulen, Unternehmen und Privathaushalte  ===
-ICT ist in den Betrieben sämtlicher Branchen allgengenwärtig. Der IKT-Bericht des Kanton Zürich formuliert es so: "Ob Mobilfunkabdeckung, IKT-Investitionen pro Mitarbeiter oder Anzahl PC und Breitbandanschlüsse pro Arbeitsplatz – überall rangiert die Eidgenossenschaft im weltweiten Vergleich im Spitzenfeld. In Zürich als wirtschaftlich stärkstem Kanton des Landes ist die IKT-Durchdringung der Unternehmen besonders ausgeprägt. Informatik ist in den Betrieben sämtlicher Branchen allgegenwärtig."
+Die Schulen der Sekundarstufe II hinken bezüglich Internetanbindung den meisten Unternehmen, den Hochschulinstitutionen und auch den privat verfügbaren Anschlüssen hinten nach.
-Im privaten Haushalten sind heute ADSL oder Kabelanschlüsse mit 2 bis 20 MBit/s Bandbreite vorhanden bei einer Durchdringung ca. 77% ((extrapoliert aus Anzahl der Anschlüssen Dez. 2009 und letzte verfügbare Daten bzgl. Haushalten für die Schweiz von 2007 aus OECD Statistik \\ http://www.oecd.org/document/54/0,3343,en_2649_34225_38690102_1_1_1_1,00.html#Usage)) . Mit FTTH (Fiber to the Home) wird bis 2017 ein Grossteil der Haushalte des Kantons Zürich (Zone Z,W,A) Zugang zum Internet via Glasfaserkabel verfügen. Und diese Entwicklung ist nicht abgeschlossen.
+Die Hochschulen sind, was die Internetanbindung betrifft, entwicklungsgeschichtlich weit fortgeschritten. Die meisten Fachhochschulen, die Universitäten und die ETH bilden über SWITCH ein eigenes sehr schnelles und verlässliches Bildungsnetz mit föderativem Single-Login-System (Switch-AAI).
-Die heute in den meisten Sekundarstufen 2 verfügbaren Bandbreiten (6/0.6 MBit/s) sind im Rahmen dessen, was heute einem Single-Haushalt an Internetbandbreite zur Verfügung steht. Selbst bei den wenigen "grosszügig" am Internet angeschlossenen Kantonsschulen und Berufsschulen (mit 20/20 Mbit/s) werden in Spitzenzeiten die ganze Bandbreite benötigt ((effektive Zahlen einzelner Schulen sind dem MBA bekannt)) ohne dass die Schülerinnen mit ihren persönlichen Geräten das Schulnetz als Internetzugang nutzen. Ein Ausbau der Bandbreite ist auf der Sekundarstufe 2 mehr als dringend notwendig.
+ICT ist in den Betrieben sämtlicher Branchen allgegenwärtig. Der IKT-Bericht des Kantons Zürich formuliert es so: "Ob Mobilfunkabdeckung, IKT-Investitionen pro Mitarbeiter oder Anzahl PC und Breitbandanschlüsse pro Arbeitsplatz – überall rangiert die Eidgenossenschaft im weltweiten Vergleich im Spitzenfeld. In Zürich als wirtschaftlich stärkstem Kanton des Landes ist die IKT-Durchdringung der Unternehmen besonders ausgeprägt. Informatik ist in den Betrieben sämtlicher Branchen allgegenwärtig."
-Wenn man von einer Entwicklung der Bandbreite (nach dem moor'schen Gesetz) ausgeht, ist bis 2015 mit Bandbreiten von mindestens 200 Mbit/s pro Schule auszugehen. Dazu ist eine Anbindung an ein Glasfasernetz
+Im privaten Haushalten sind heute ADSL oder Kabelanschlüsse mit 2 bis 60 MBit/s Bandbreite vorhanden bei einer Durchdringung von mindestens 77%.((Die Zahlen sind extrapoliert aus der Anzahl der Anschlüsse (Dez. 2009) und den letzten verfügbaren Daten bzgl. Haushalten für die Schweiz aus der OECD-Statistik (bis 2007).\\ http://www.oecd.org/document/54/0,3343,en_2649_34225_38690102_1_1_1_1,00.html#Usage)) Mit FTTH (Fiber-to-the-Home) wird bis 2017 ein Grossteil der Haushalte des Kantons Zürich((Die ganze Stadt Zürich, die dicht besiedelte Agglomeration von Zürich, sowie die Stadt Winterthur. Details siehe Anhang A. Unterscheidungsdimensionen.)) Zugang zum Internet via Glasfaserkabel verfügen.
-für alle Kantonsschulen zwingend.
-=== - Für Internetanbindung relevante pädagogisch-didaktische Entwicklungen ===
+Die heute in den meisten Sekundarstufen 2 verfügbaren Bandbreiten (6/0.6 MBit/s) sind im Rahmen dessen, was heute einem Single-Haushalt an Internetbandbreite zur Verfügung steht. Selbst bei den wenigen "grosszügig" am Internet angeschlossenen Kantonsschulen und Berufsschulen (mit 20/20 Mbit/s) werden in Spitzenzeiten die ganze Bandbreite benötigt((Effektive Zahlen einzelner Schulen sind dem MBA bekannt.)), ohne dass die Schülerinnen mit ihren persönlichen Geräten das Schulnetz als Internetzugang nutzen. Ein Ausbau der Bandbreite ist auf der Sekundarstufe 2 mehr als dringend notwendig.
-^ Schulstufe \\ Anwendungsfelder   ^ heute 2010 ^ morgen 2015 ^
+=== b) Entwicklung der ICT-Anwendung in der Sekundarstufe 2 von 2011-2015 ===
-^ S2   | - Computer als Werkzeug, \\ - Internetrecherche, \\ - kooperatives Lernen im Netz (spontane Lernräume) \\ -organisatorische Kommunikation (teilweise) | - Computer als Werkzeug, \\ - Internetrecherche, \\ - kooperatives Lernen im Netz, \\ -organisatorische Kommunikation (Ausbau) \\ - multimediales Lernen im Netz, \\ - Lehrmittel im Netz \\ - Datensynchronisation zwischen ICT-Geräten \\ - erste überlagerte Anwendungen  |
+^Sekundarstufe 2  ^^^
+^ 2011 ist ^ 2015 realistisch ^ 2015 möglich ^
+^ Notebookpools und Informatikzimmer ^ ein Notebook pro Schüler/in ^ mehrere ICT-Geräte pro Schüler/in ^
+| - Computer als Werkzeug \\ - Internetrecherche \\ - kooperatives Lernen im Netz (vereinzelt) \\ - organisatorische Kommunikation (teilweise) | - Computer als Werkzeug \\ - Internetrecherche \\ - kooperatives Lernen im Netz (inkl. Soziale Netzwerke) \\ - organisatorische Kommunikation (weitgehend) \\ - multimediales Lernen im Netz \\ - Unterrichtsmaterial im Netz \\ - persönliche Datenhaltung (teilweise automatisiert)((Repositories mit Backup und Synchronisation)) \\ - überlagerte Anwendungen (vereinzelt) | - Computer als Werkzeug \\ - Internet als Wissensquelle \\ - kooperatives Lernen im Netz (inkl. Soziale Netzwerke) \\ - organisatorische Kommunikation (vollständig) \\ - multimediales Lernen im Netz (vollständig) \\ - Unterrichtsmaterial im Netz (vollständig) \\ - persönliche Datenorganisation (vollständig automatisiert)((Repositories mit Backup, Synchronisation, Versionierung und Metadatenerzeugung))  \\ - überlagerte Anwendungen \\ - kooperative Co-Konstruktion von Wissen |
+=== c) Aktuelle Nutzungszahlen ===
+Die Auswertung der Nutzung der Internetanbindung an den drei am besten ausgestatteten Schulen (20/20Mbit) der Sekundarstufe 2 zeigen, dass erstens die 20Mbit Downstream-Bandbreite mehrmals täglich für längere Zeit unter voller Last sind und dass zweitens die synchronen Upstream-Bandbreiten nicht genutzt werden. Diese Auswertungen lassen vermuten, dass die heute noch an vielen Schulen der Sekundarstufe 2 üblichen Bandbreiten von 6/0.6 MBit ungenügend sind.
+==== - Fazit ====
+Die Entwicklung des Bedarfs und die Art der Nutzung ist schwierig vorherzusehen, da exponentielle Entwicklungen nur schwer vorhersagbar sind. Klar sehen wir folgendes:
+   - Eine Internetanbindung mit hoher Verfügbarkeit ist ein unverzichtbarer Bestandteil der Infrastruktur jeder Schule.
+   - Die heutigen Bandbreiten sind fast an allen Schulen für den aktuellen Bedarf ungenügend.
+   - Die Internetnutzung wird weiter zunehmen. Durch die Einführung von 1:1 Computing ist bezüglich Bedarf an Sekundarschulen ein sprunghafter Anstieg zu erwarten.
+   - Allgemein sind Schulen eher konservativ bei der Integration neuer Technik, somit ist (abgesehen vom aktuellen Nachholbedarf und vom 1:1 Computing-Sprung) eher mit einem konservativ-exponentiellen Anstieg der Bandbreiten entlang des Nielsen's Gesetzes (Verdoppelung alle 2 Jahre) zu rechnen.
+   - Asynchrone Bandbreiten im Verhältnis 4:1 (Down/Up) sind für Schulen weiterhin angemessen und ausreichend. Der Informationsbezug ist immer noch um Grössen ausgeprägter als die Informationsproduktion. Es gibt aktuell keine Anzeichen für eine weite Verbreitung von Mesh-Netzwerken oder Peer-to-Peer-Anwendungen in Schulen.((Bei schwachen Leitungen (6/0.6 MBit/s) ist der asynchrone Upstream für den ICT-Einsatz in der Schule ein katastrophaler Engpass.))
+Wenn man von einer zurückhaltenden Entwicklung der Bandbreite (nach Nielsen's Gesetz) ausgeht, ist bis 2015 mit Bandbreiten von 200 Mbit/s bis 1GBit/s pro Schule auszugehen. Dazu ist eine Anbindung an ein Glasfasernetz
+für alle Kantons- und Berufsschulen Voraussetzung und für alle mittleren und grösseren Volksschulen empfehlenswert.