2. Ausgangslage

2.1 Institutionelle Voraussetzungen für die Nutzung von ICT an der ETH Zürich

2.1.1 ICT-Infrastruktur und -Dienstleistungen

Die ETH Zürich ist auch für ihre hervorragende Infrastruktur weltweit anerkannt [ ]. Ihre Anfänge hat die ICT-Infrastruktur im wissenschaftlichen Rechnen. Sie hat sich in den vergangenen Jahrzehnten rasant entwickelt, ist aber eher organisch gewachsen. Heute ist der Einsatz von ICT in allen Bereichen der Hochschule eine Selbstverständlichkeit.

Die ETH Zürich verfügt Ende 2004 über rund 9 000 Arbeitsplatzrechner (PC, Laptops und Workstations) für ihre gut 8 000 Mitarbeitenden, mehrere hundert zentrale und dezentrale Server und Rechner sowie Datenspeicher der oberen Leistungsklasse. Die Nutzung, aber auch die Abhängigkeit von dieser Infrastruktur steigt stetig.

Die Arbeitsplatzrechner (vom PC und Laptop bis zur Workstation) werden hauptsächlich von den Departementen, Instituten und Forschungsgruppen unterhalten, oft mit technischer Unterstützung durch die Informatikdienste. Die zentralen Installationen – Hochleistungsrechner und -Cluster, zentrale File- und Backupsysteme, Ausgabestationen sowie die Installationen für die operativen Informationssysteme – werden ebenso wie das gesamte Netzwerk zentral von den Informatikdiensten betreut.

Die an der ETH eingesetzten Rechnersysteme sind über eine leistungsfähige Netzwerk-Infrastruktur (universelle Gebäudeverkabelung, Switches, Router) miteinander vernetzt. Das ETH-Netz ist mit 10 Gbit/s an das schweizerische Wissenschaftsnetz (SWITCH) angeschlossen und dadurch auch in die internationalen Forschungsnetze integriert (Geant, GTRN).

Der drahtlose Zugang zum Netz (Wireless LAN) wird seit dem Jahr 2000 aufgebaut und ist heute in einem grossen Teil der Hörsäle, Sitzungszimmer und öffentlichen Zonen möglich.

Seit 2001 fördert die ETH Zürich mit dem Projekt «Neptun» den privaten Besitz von Laptop-Computern durch Studierende. Seit dem Herbst 2004 empfiehlt die ETH ihren Studierenden den Besitz eines Laptops spätestens ab dem zweiten Studienjahr. Im Sommer 2005 besassen schätzungsweise 75% der Studierenden einen eigenen Laptop. Zusätzlich stehen ca. 1 000 Workstation-Arbeitsplätze für Studierende zur Verfügung.

Die computergestütze Simulation und Modellierung hat sich in den letzten Jahren neben den beiden klassischen Standbeinen der Forschung, «Theorie» und «Experiment», als neues, drittes Standbein der Wissenschaft herausgebildet. Die ETH Zürich investiert im Centro Svizzero di Calcolo Scientifico (CSCS, Swiss National Supercomputing Centre) in Manno erhebliche Mittel in die Bereitstellung von Rechenleistung und Speichersystemen für massive Datenmengen für anspruchsvolle Anwendungen in verschiedenen Disziplinen, die von Forschenden innerhalb und ausserhalb der ETH genutzt werden. Als Basisinfrastruktur für den Zugang zum CSCS, aber auch zu anderen, für die Forschung ähnlich wichtigen Ressourcen, wie dem CERN und weiteren grossen Forschungseinrichtungen, dient das Wissenschaftsnetz SWITCH. Es wird funktionell und organisatorisch ergänzt durch Grid-Infrastrukturen, die sich gegenwärtig im Aufbau befinden.

2.1.2 ICT im Lehren und Lernen

Der Einsatz von ICT im Lehren und Lernen wurde mit dem Projekt «Informatik Dient Allen (IDA)» 1986–1991 zum ersten Mal gezielt gefördert. Mit der Gründung des Network for Educational Technology (NET) im Jahr 1996 wurde die Unterstützung der Dozierenden institutionalisiert. Mit «FILEP», dem Fonds zur Finanzierung innovativer Projekte in der Lehre, wurde 2000 ein permanentes Finanzierungsinstrument geschaffen.

Dank diesen Unterstützungsmechanismen wurden eine grosse Vielfalt von einzelnen E-Learning-Initiativen durchgeführt. Diese sind jedoch (mit wenigen Ausnahmen) Insellösungen geblieben. Der aktuelle Stand des Einsatzes von E-Learning an der ETH Zürich wird in einem separaten Bericht der Studienkommission beschrieben[2].

Obwohl sich bisher kein hochschulweites System durchgesetzt hat, ist E-Learning heute ein breit akzeptierter Bestandteil der Lehre an der ETH Zürich. Deshalb nimmt der Einsatz von ICT fürs Lehren und Lernen einen wichtigen Platz in dieser Strategie ein.

2.1.3 Förderung von Innovationen im ICT-Bereich

Die ETH Zürich bietet verschiedene Möglichkeiten der Projektfinanzierung an, die auch für geeignete ICT-Projekte zur Verfügung stehen: für Forschungsprojekte (TH-Gesuche, INIT), für lehrbezogene Projekte (Fonds FILEP, siehe 2.1.2) und ICT-Infrastrukturprojekte (ETH World). Die Allokation der Mittel erfolgt kompetitiv. Diese Dreiteilung hat sich bewährt.

ETH World wurde 2000 initiiert, um den Einsatz von ICT in der Lehre und fürs Lernen, in der Forschung und für Dienstleistungen energisch voranzutreiben. Die Initiative unterstützt und fördert die Entwicklung und Einführung von Technologien für die Kommunikation und Kooperation unabhängig von Zeit und Ort. Die Projektfinanzierung von ETH World läuft bis Ende 2005.

Den vielen Finanzierungs- und Unterstützungsquellen zum Trotz – oder vielleicht sogar ihretwegen – ist die Entwicklung der ICT-Nutzung an der ETH Zürich noch zu stark fragmentiert. Engagierte Entwicklerinnen und Entwickler leisten ausgezeichnete Arbeit in Einzelprojekten, die sie jedoch als «lone rangers» vorantreiben. Die ICT-Entwicklung ist – vielleicht für eine technische Hochschule charakteristisch – stark technologiegetrieben und berücksichtigt die sozialen Aspekte zu wenig. Es fehlt eine kohärente Strategie.

2.1.4 ICT in der Administration

Im Jahr 1997 wurde SAP R/3 als Standardsoftware für die Bereiche Finanzen und Controlling, Personal und Immobilien eingeführt. ETH-weit sind nach wie vor viele verschiedenen Applikationen in Betrieb.

Die lehrbezogenen Prozesse werden durch eigens entwickelte Lösungen unterstützt. Es wurden eine ganze Reihe von Applikationen für das Rektorat und die Studiensekretariate sowie webbasierte Applikationen für Studierende und Dozierende entwickelt. Das Projekt «IT-Unterstützung des Lehrbetriebes» hat die Prozesse der Studienadministration nachhaltig verändert. Die Umstrukturierung aller Studiengänge nach den Vorgaben der Bologna-Deklaration wäre administrativ ohne diese Applikationen nicht zu bewältigen.

2.2 Globale Trends

Die Informations- und Kommunikationstechnologien werden stark von globalen Entwicklungen geprägt. Einige der wichtigsten Trends sind:

• Die Entwicklung neuer Technologien ist rasant und wird sich mindestens im gleichen Tempo fortsetzen. Schon um mitzuhalten, sind ständige Anstrengungen erforderlich. Institutionen, die einen Spitzenplatz anstreben, müssen neue Technologien früh erkennen, deren Relevanz abklären und bei Bedarf in deren Einführung investieren.
• Auch nach dem Platzen der «New Economy»-Blase setzt sich die Internet-Revolution in Form der Digitalisierung ungebremst fort. Webbasierte Anwendungen durchdringen sämtliche Lebensbereiche.
• Informations- und Kommunikationstechnologien haben weltweit einen Wandel im Arbeitsmarkt ausgelöst. Die Globalisierung in Form der Auslagerung von Wissensarbeit an weit entfernte Partner wurde erst durch sie möglich. ICT erlauben auch neue, flexible Arbeitsformen für das Individuum und helfen die institutionellen Grenzen aufzuweichen.
• ICT tragen auch zu einer neuen Internationalisierung des Bildungsmarkts bei. Dies wird von dynamischen Institutionen als Chance genutzt, um sich am Markt zu positionieren. In Europa bewirkt der Bologna-Prozess einen vermehrten internationalen Wettbewerb in Ausbildung und Forschung.
• ICT haben den exponentiellen Zuwachs von Wissen und Information weiter verstärkt. Den Umgang damit haben sie radikal verändert. Die immer kürzeren Lebenszyklen von Wissen machen für das Individuum ein lebenslanges Lernen und einen schnelleren, direkteren Zugang zur Weiterbildung erforderlich. Ohne ICT-Mittel sind die Informationsmengen überhaupt nicht zu bewältigen.
• ICT ermöglichen radikal neue Modelle der Zusammenarbeit, der Vernetzung, des Wissensaustausches und der gemeinsamen Nutzung von Informationsressourcen. So hat die «Open Source»-Bewegung neue Geschäftsmodelle geschaffen. Die «Open Knowledge»-Initiativen unterlaufen bestehende kommerzielle Machtverhältnisse. Der «Open Courseware»-Ansatz stellt die Eigentumsverhältnisse beim Wissen auf den Kopf. Peer-to-Peer-Lösungen entziehen die Vernetzung und Zusammenarbeit von Individuen einer zentralen Kontrolle und verstärken das «Small World»-Phänomen.
• ICT-Geräte werden immer leistungsfähiger, tendenziell immer günstiger und sind immer stärker vernetzt. Sie durchdringen alle Domänen des Alltags. Durch ständig neue Einsatzgebiete wachsen auch die Datenmengen und die Ansprüche an Rechen- und Übertragungsleistungen. Dies erfordert wiederum konzentrierte ICT-Ressourcen oder Muster für die flexible Nutzung von gemeinsamen Ressourcen über Organisationsgrenzen hinweg.

2.3 Verwandte Strategiearbeit an der ETH Zürich

Mehrjahresplan 2004–2007 der ETH Zürich

Im Mehrjahresplan 2004–2007 der ETH Zürich vom 18. September 2002 setzt die Schulleitung die Ziele für die Hochschulentwicklung fest [3]. Gemäss dem Plan will die ETH Zürich im Jahr 2007:

1. vorbildlich in der Ausbildung sein – durch grösste Attraktivität für Studierende in einer nachfrageorientierten Bildungslandschaft, modernstes Lernen und Lehren auf der Grundlage eines auf interne und externe sowie interdisziplinäre Durchlässigkeit angelegten Ausbildungsangebotes, gestufte Studiengänge, international kompatible Abschlüsse, Qualitätssicherung durch abgestimmte Evaluationen;
2. Spitzenforschung durchführen und Wissenstransfer realisieren als national verankerte und international führende Research University – durch grösste Attraktivität für die besten Forscherinnen und Forscher, Entdeckung neuer Gebiete, starke disziplinäre Forschung, Definition und Umsetzung von Forschung in departementsübergreifenden Strategischen Erfolgspositionen, konsequente materielle Unterstützung des qualitativen Wachstums;
3. modellhaft in der Hochschulführung sein – durch optimale Unterstützung der akademischen Kernbereiche, professionelles Hochschulmanagement hinsichtlich der Aktivitäten und Ressourcen, integrale Ressourcenplanung im Hinblick auf Professuren, Studiengänge und Dienstleistungen für verwandte wissenschaftliche Gebiete sowie durch Förderung der Mitarbeitenden.

Die Kernfrage für die Entwicklung der Gesamtstrategie zur Nutzung von ICT in Lehre, Forschung und Dienstleistungen lautet somit:

Informations- und Kommunikations-Technologiekonzept 2003–2007

Die Schulleitung hat am 22. April 2003 das Informations- und Kommunikations-Technologiekonzept (ICT-Konzept) für die Jahre 2003–2007 verabschiedet [4]. Dieses Konzept, das von der Informatikkommission und der IT-Expertenkommission (ITEK) erarbeitet worden ist, legt vor allem die von den Informatikdiensten anzubietenden Infrastrukturen und Dienstleistungen fest. Das ICT-Konzept hat damit einen eher operationellen Charakter als die ICT-Gesamtstrategie und konkretisiert Bereiche davon.

Bologna-Deklaration und Studienreform

Als Folge der Bologna-Deklaration werden gegenwärtig an der ETH die gestuften Studiengänge (Bachelor/Master/Doktorat) eingeführt. Diese Entwicklung wird neue Anforderungen an die ICT-Infrastruktur und darauf aufbauende Dienstleistungen stellen und ist daher zu berücksichtigen.

E-Learning-Strategie

Im Auftrag der Studienkommission erarbeitet das Lehr-Zentrum eine E-Learning-Strategie für die ETH Zürich. Als Vorarbeit für die Strategiedefinition wurde die Entwicklung und Einsatz von E-Learning an der ETH analysiert [2]. Die Studienkommission wird auf Grund der ICT-Gesamstrategie die Arbeit weiter vorantreiben.

Weiterbildungsstrategie

Die Schulleitung hat am 9.September 2004 eine «Strategie Weiterbildung 2005–2010» verabschiedet [5]. Das Dokument setzt für den Zeitraum 2005 bis 2010 die Leitlinien im Bereich der akademischen Weiterbildung an der ETH Zürich. Bezüglich des Einsatzes von E-Learning in der Weiterbildung identifiziert dieses Dokument ein beträchtliches Potenzial für die ETH Zürich. So sollen z.B. elektronisch aufbereitete Lerninhalte für die Bachelor- und Masterstufe auch im Bereich der Weiterbildung genutzt werden können. Die Weiterbildungsstrategie hält weiter fest, dass die ETH Zürich die kommerzielle Nutzung von E-Learning im Weiterbildungsbereich fördert.

2.4 Verwandte Arbeit an anderen Institutionen

2.4.1 In der Schweiz

Die ETH Lausanne hat ihre Politik bezüglich neuer Lerntechnologien definiert, um Entscheidungen zu harmonisieren und Massnahmen mit anderen Initiativen zu koordinieren [6]. Neue Lerntechnologien sollen entwickelt werden, um die Qualität der Lehre und die didaktische Innovation zu fördern. Die ETH Lausanne setzt sich u.a. für den offenen Zugang zu ihren Online-Lernmaterialien ein. Sie schreibt keine einheitliche Lernplattform vor, nimmt jedoch an den Anstrengungen des Virtuellen Campus Schweiz teil, welche zum Ziel haben, eine gemeinsame Infrastruktur bereitzustellen.

Die Universität Zürich setzt sich in ihrer E-Learning-Strategie vom Juli 2003 [7] das Ziel, den Anteil von E-Learning im Lehrangebot bis zum Jahr 2007 auf mindestens 15 Prozent zu erhöhen (2001: 3.4 Prozent). Sie will E-Learning besonders in Fächern mit grossen Studierendenzahlen einsetzen, um eine aktivere Beteiligung am Unterricht zu ermöglichen. Alle E-Learning-Entwicklungen werden einem systematischen Qualitätsmanagement unterzogen.

Das Förderprogramm des Bundes «Virtueller Campus Schweiz» (SVC) verfolgt das Ziel, die Entwicklung und Bereitstellung von webbasierten Kursen oder Kursmodulen an den Universitäten, ETHs und Fachhochschulen zu unterstützen. Die SVC-Kurse und -Module werden als integrale Bestandteile des Curriculums der beteiligten Hochschulen entwickelt. In der ersten Programmphase 2000–2003 wurden 50 Projekte gefördert, im ersten Jahr des Konsolidierungsprogramms 2004–2007 kamen weitere 28 dazu.

2.4.2 In anderen Ländern

Virtuelle Modelle europäischer Universitäten

Eine Studie, «Virtual Models of European Universities» [8], hat kürzlich den ICT-Einsatz an über 200 europäischen Hochschulen umfassend analysiert. Sie identifiziert vier Cluster, die sich durch das Ausmass der ICT-Anwendung in Lehre und Administration unterscheiden: die «front-runners» (16% der analysierten Institutionen), die «co-operating universities» (33%), die «self-sufficient universities» (36%) sowie die «sceptical universities» (15%).

Auf Grund einer Selbstevaluation kann die ETH Zürich nicht eindeutig in einen der Cluster eingeordnet werden. Sie weist Charakteristiken aller vier Kategorien auf. Teilweise ist sie ein «front-runner» (ICT-Gesamtstrategie, umfassende Online-Unterstützung des Lehrbetriebs, Finanzierung von ICT-Entwicklungen), aber bezüglich Verbreitung von E-Learning, Integration von ICT in die Lehre, Begeisterung der Lehrkräfte und Kooperation mit anderen Institutionen erfüllt sie die Kriterien der Pioniere nicht.

Vergleich mit nordamerikanischen Hochschulen

Ein internationaler Vergleich mit anderen Hochschulen zeigt, dass sowohl die Probleme als auch die Lösungsansätze sehr ähnlich sind wie an der ETH. Im Folgenden seien Beispiele aus führenden nordamerikanischen Universitäten beschrieben.

Die University of British Columbia hat bereits 2001 eine «E-strategy» initiiert, die als Leitlinie für die Anwendung neuer Technologien zur Unterstützung der strategischen Ziele der Universität dient. Die E-strategy steuert den Einsatz von ICT in den Kernaktivitäten und -ressourcen (E-learning, E-research und E-community), in den administrativen Prozessen (E-business) sowie für den Zugang zu regionalen, nationalen und internationalen Forschungsnetzen (Connectivity).

Mit «e-Berkeley» hat die University of California, Berkeley, ebenfalls 2001 eine ähnliche Initiative lanciert, mit dem Ziel, den Campusbetrieb mit Internet-basierten Dienstleistungen zu verbessern. Die im ersten Jahr des Programms gestarteten Projekte entsprechen weitgehend den Zielen von ETH World. In den Folgejahren wurde das Programm jedoch auf Grund der kalifornischen Budgetkürzungen massiv reduziert.

Interessante Entwicklungen ergeben sich auch in Netzwerken und Konsortien, oft auf Open-Source-Basis. Ein Beispiel für kollaborative Entwicklung ist das «Sakai»-Projekt. Dies ist eine Zusammenarbeit der University of Michigan, Indiana University, des MIT und der Stanford University mit anderen Partnern zum Aufbau eines Learning-Management-Systems. Auch in Bereichen, die bisher nicht für Open-Source-Lösungen geeignet schienen, erobern kollaborative Projekte das Feld. So wird im «Kuali»-Projekt ein Finanzinformationssystem entwickelt, das auf die Bedürfnisse von Hochschulen zugeschnitten ist.