Digitale Transformation zur Hochschule 4.0

CloudLab - Das Labor der Zukunft?

Um eine Modernisierung von Laborübungen zu erreichen, wurde innerhalb des Masterstudiengangs "Angewandte Informatik" der Hochschule Esslingen das Forschungsprojekt "CloudLab" ins Leben gerufen. Im Rahmen des Projekts erforschen Studierende die Potentiale von Cloud-Technologien für den Einsatz im täglichen Hochschulleben und die digitale Modernisierung konventioneller Laborübungen. Hierbei steht vor allem die Entwicklung eines cloudbasierten Laborsystems im Vordergrund. Das System kann als virtuelle Laborumgebung in der Cloud betrachtet werden und soll in Zukunft vor allem die aktuelle Übungsinfrastruktur der Labore ersetzen.

Wie soll das funktionieren?

Die grundlegende Idee ist die Bereitstellung von virtuellen Maschinen für Studierende innerhalb der Cloud. Diese bereitgestellten Maschinen können Studierende während eines Semesters nutzen, um praktische Übungen neben den theoretischen Vorlesungsveranstaltungen durchzuführen. Zudem ermöglicht das cloudbasierte Laborsystem den Professoren die Verwaltung und Konfiguration verschiedener Laborübungen über eine webbasierte Benutzeroberfläche. Diese bietet Professoren die Möglichkeit, Laborumgebungen zu erstellen und die Anzahl der teilnehmenden Studierenden festzulegen. Studierende können dabei beliebig nach Semester und Laborgruppen eingeordnet werden.

Während des Anlegevorgangs einer Laborübung erfolgt eine grundlegende Konfiguration der virtuellen Maschinen. Dies ermöglicht, spezifische Anforderungen wie beispielsweise Art des Betriebssystems, Leistungsstärke der Hardware oder zusätzlich erforderliche Software festzulegen. Die Anforderungen der benötigten Laborumgebung können je nach Art der praktischen Übung sehr unterschiedlich sein.

Nach dem Anlegen eines Labors erhalten Professoren sogenannte Zugangstoken für Studierende. Diese Zugangstoken werden von Studierenden benötigt, um Zugriff auf ihre jeweilige virtuelle Maschine zu erlangen. Am Ende eines Semesters haben Professoren die Möglichkeit, die virtuellen Maschinen zu löschen und die Laborübung für das kommende Semester neu zu konfigurieren.

Welche Vorteile ergeben sich?

Von einem cloudbasierten Laborsystem profitieren Studierende, Professoren und die Hochschule selbst. Studierenden wird eine flexible Möglichkeit geboten, um ihre praktischen Laborübungen durchzuführen. Hierbei spielt es keine Rolle, ob sich ein Studierender direkt an der Hochschule oder am anderen Ende der Welt befindet. Eine standortunabhängige Nutzung ist zukünftig kein Problem, da sich die jeweilige Laborumgebung virtuell in der Cloud befindet.

Neben den Studierenden können auch Professoren für ihre Laborübungen Vorteile gewinnen. Durch die Nutzung von Ressourcen aus der Cloud kann jede Laborumgebung individuell an ihre Anforderungen angepasst werden. Zu den Anforderungen gehören zum Beispiel verschiedene Software, Hardware oder spezielle Infrastrukturen, die für praktische Übungen benötigt werden. Zudem kann jede Laborübung flexibel auf verschiedene Teilnehmerzahlen angepasst werden. Dies ist ein wichtiger Punkt, da sich die Teilnehmerzahlen im Sommersemester und Wintersemester oft sehr unterscheiden.

Für die Hochschule ist der Einsatz von cloudbasierten Laborumgebungen wegen der Einsparungen von Kosten sehr attraktiv. Da Cloud-Anbieter heutzutage sehr moderne und flexible Kostenstrukturen anbieten, kann die Hochschule ihre derzeit konstant vorhandenen Kosten für Laborübungen zukünftig nach Bedarf variabel gestalten. Neben dem Vorteil der variablen Kosten kann die Hochschule Studierenden ein innovatives und digitales Lernumfeld bieten, welches die Attraktivität der Hochschule für Studierende deutlich steigert.

Wie geht es weiter?

Das Forschungsprojekt Cloudlab wurde im Sommersemester 2018 initiiert und steht noch in den Kinderschuhen. Daher stellt die beschriebene Funktionalität des CloudLab-Systems nur den grundlegenden Kern dar. Zukünftig wird dieser Kern mit neuer Funktionalität und innovativen Ideen fortlaufend erweitert. Hierzu werden jedes Semester neue Studierende für das Projekt begeistert, um die Entwicklung weiter voranzutreiben.

Das Ziel des Forschungsprojekts ist nicht nur die Bereitstellung von virtuellen Maschinen, sondern die dynamische Bereitstellung komplexer virtueller Infrastrukturen für Laborübungen. Dies soll Studierenden eine attraktive und innovative Möglichkeit bieten, um theoretische Lerninhalte praktisch einzuüben. Die Initiierung des Forschungsprojekts kann somit als erster Schritt in Richtung einer digitalen Modernisierung der Hochschule gesehen werden. (Steffen Weiglsberger, Daniel Kratzel, Martin Kovacs)