The Commodization of the University IT: does IT matter?

We usually think of a university as a geographic place, with buildings on a campus where knowledge is created, shared, and taught. Such a place needs infrastructure: computer networks, WLAN access points, and servers. Really? Whether researchers need to work in a geographic location is likely to be questioned quite a bit, at the latest after the Covid pandemic. Individual disciplines, especially in the humanities and social sciences, almost wholly retreated to the home office, and for many universities, it takes work to bring them back to campus for face-to-face teaching.

So is returning to the University necessary for research disciplines that don't use equipment or labs? Well, yes, shout the students! Ahem, no, say those researchers who had positive experiences lecturing over Zoom, sharing materials with Moodle, and organizing stuff using Teams and OneDrive. If the students can not convince them to return, is there an argument for conducting research on-premise?

Not likely. Scientists are tasked with gaining and disseminating new knowledge through research and publications. Most publications are co-authored with other researchers, preferably at another university. Thus, authors co-edit the research work on commonly available platforms: M365, Google Docs, and Github. Why? Because it does not require to access proprietary infrastructure in another university, usually requiring cumbersome remote access procedures, VPNs, and temporary guest logins. It is just easier to use commonly available, commercial cloud-based systems.

Does it make sense for a university to provide digital resources to individual researchers? The university app, where the canteen plan is the most used feature; the costly lab management software that only two research groups use; the ample data space on university servers, where nobody ever deletes obsolete files? Depending on the scientist and the discipline, providing exclusive hardware and software can be very complex and costly, and the "return on investment" (ROI) for the particular university is questionable.

University IT is on a clear path from being a unique, competitive resource to a commodity infrastructure. Nicholas G. Carr started this discussion for other sectors, but it took some time to reach higher education. Ultimately, digital transformation may thus result in a maximum internet connection on campus so scientists can share their data and texts using digital infrastructure from a commercial cloud or a supercomputing center. Of course, the university would have to pay annual fees for access to the cloud or the data center; but they would save investment in buildings,  energy resources, compute servers, and data servers. The new problems that this creates, are subject to another blog post.

Three C's and their vitamin shock for Universities

The importance of the last five years for the digitization of Universities cannot be overestimated. More has happened fundamentally in these five years than in the 30 years before, and the reason for this lies in the three "Cs": Cloud, Covid and ChatGPT. Together, these words represent 3 vitamin shocks and will massively change the way universities approach their digitization.

The first "C" is the cloud. As I've written elsewhere, the availability of Amazon Web Services, Microsoft 365 or Google for Education is a fundamental way to get rid of your own data center. However, this is at the cost of a Babylonian captivity to the cloud provider, who, exploiting the lock-in effect, can drive a pricing policy that brings universities to the edge of their own funding possibilities as the level of digitization increases. But in the best of all worlds, there is always the latest software, worldwide accessibility of the platform and a 24/7 helpdesk.

The second "C" in 2020 was the shock of the Covid19 epidemic. At breakneck speed, universities flexibilized face-to-face teaching, introduced flipped classroom concepts, and enabled distance exams. Instructors recorded thousands of instructional videos, which were so well received that even after the pandemic ended, students do not want to give up hybrid teaching and the options they had once learned about. Back to large and crowded lecture halls with solo entertainers at the chalkboard? Not with our students! Similarly, the impact on the work modes of administration and academics. Home office for administrative staff: an absolute rarity in 2019, quite common since 2021. Work meetings, even scientific conferences take place via Zoom.

The third "C" in 2023 is the worldwide availability of generative artificial intelligence (example ChatGPT), whether for the creation of texts, images, or software. In addition to the de facto death blow for the essay assignments, generative AI also enables a leap in productivity, be it through easier writing of scientific texts, simplified summarizing of sources, better translations or better graphics. When Richard Socher was asked at DLD23 about GAI's current failures (hallucinations) in properly linking sources, he succinctly said, "Give us a few more weeks" (addendum: LLaMa, GPT4).

For me, the essential commonality of all three vitamin C shocks is that they happened past the traditional university data center. The old servers are no longer needed. What we do need, however, is a university-wide digitization strategy, knowledgeable staff for local support, and a training campaign for using the new services. Are our universities properly positioned for this in terms of personnel and funding?

Translated with DeepL

Digitalisierungsstand 2022 - wo stehen die Universitäten, was ist zu tun

In diesem etwas längeren Beitrag möchte ich gerne darstellen, wo wir nach der Pandemie stehen, was wir erreicht haben, und was nach der Absage des Digitalpakts dennoch die nächsten Schritte sein müssten. Ich vertrete hier wieder einmal die Sicht eines CIO einer Hochschule, d.h. stelle nicht das Lernen in den Vordergrund, sondern die Leistungsfähigkeit und Digitalstrategie der Hochschule insgesamt.

Wo stehen die deutschen Hochschulen bei der Digitalisierung und welches Ziel ist aus meiner Sicht perspektivisch anzustreben?

Die Hochschulen haben ausgelöst durch die Corona-Pandemie im Bereich der Digitalisierung von Lehrveranstaltungen einen großen Sprung nach vorne gemacht. Lehrende stehen der Erstellung digitaler oder hybrider Lehrangeboten aufgeschlossener gegenüber, Flipped Classroom oder Fernprüfungen wurden zumindest testweise eingeführt. Die meisten Studierenden finden diese Angebote gut und fragen sie auch nach Corona aktiv nach, als Zusatzangebot oder sogar Ersatz von Präsenzalternativen. 

Weiterhin wurden, um den Universitätsbeschäftigten die Arbeit aus dem Home Office zu ermöglichen, viele, aber nicht alle Prozesse digitalisiert. Videokonferenzen, Dokumentenmanagement, Formularserver und VPN-Verbindungen erlauben als technische Möglichkeiten, Personal- und Finanzprozesse auch im Verwaltungsbereich sicher abzuwickeln. Auch hier entsteht nach Corona eine Erwartungshaltung, diese neue Arbeitsumgebung beizubehalten und weiter auszubauen.

Diese Entwicklung ist nicht anders zu betrachten als in anderen Branchen: Nutzer, Kunden, Bürger sind mittlerweile an digitale Dienste gewöhnt, die am besten 24/7/365 verfügbar sind. Ziel muss es daher für die Hochschulen sein, die verfügbaren Personal- und Technikressourcen den neuen Anforderungen anzupassen -- diese sind nämlich während der Pandemie nicht mitgewachsen.

Was sind aus meiner Sicht die wesentlichen Herausforderungen und Hemmnisse, denen die deutschen Hochschulen ganz aktuell im Zuge der Digitalisierung gegenüberstehen?

Die gestiegenen Erwartungen der IT-Nutzer der Hochschulen an die Universitäten treffen auf eine unveränderte Personallage in den Rechenzentren und eine ebensolche Finanzsituation. Während der Corona-Pandemie sind digitale Dienste hinzugekommen, Hardware (Videoserver) erweitert und Softwarelizenzen (Zoom, MS365 Campuslizenzen) in großen Zahlen beschafft worden. Die daraus resultierenden zusätzlichen Aufgaben sind in den Rechenzentren mit hohem Aufwand ad hoc bewältigt worden; nach der Pandemie werden Server und Lizenzen aber dauerhaft weiterbetrieben.

Was als Projekt gestartet ist, geht in den Normalbetrieb über und benötigt dauerhafte Unterstützung. Und neue Anforderungen stehen bereits vor der Tür: Analysebasierte Lernsteuerung (Student Success /Relationship Management, Learning Analytics), nationale Anbindung an NFDI und OZG-Verfahren, internationale Anbindung z.B. an EMREX. Die Förderprogramme z.B. für mehr KI-Professuren erzeugen mehr Ressourcenbedarf für Digitalisierung im Forschungsbereich (High Performance Computing). Dies sind keine einmaligen Projekte, sondern auf Dauer angelegte Fachverfahren, die von den Hochschulen auch betreut werden müssen.

Gleichzeitig hemmen gewachsene Strukturen eine größere Arbeitsteilung untereinander. Fast jede Hochschule betreibt ein eigenes Rechenzentrum. Die qualitativen Anforderungen an die dortigen Stellen sind jedoch stark gewachsen. Die Aufgaben verändern sich vom reinen IT-Betrieb hin zur inhaltlichen Unterstützung der Anwender in Lehre und Forschung. Mit zunehmender Nutzung von Cloud-Diensten fällt der eigene IT-Betrieb sogar teilweise weg, das Rechenzentrum wandelt sich zum IT-Servicezentrum. Diese Entwicklung ist eigentlich positiv, denn der Betrieb eigener Mail-, Web- oder Moodle-Server „on premise“ stellt für die Hochschulen keinen Wettbewerbsvorteil mehr dar – im Gegenteil werden Ressourcen gebunden, die besser und individueller den Nutzern der Hochschule zugutekommen könnten. Diese allgemeinen Dienste könnten durch einen gemeinsamen IT-Betrieb mehrerer Hochschulen (Private Cloud) in digitaler Souveränität erbracht werden; länderweise Organisation bietet sich an. Derzeit gibt es aber für eine standortübergreifende Kooperation mit anderen Hochschulen aus Sicht der einzelnen Hochschule keinen ökonomischen Grund, da der Bezug von IT-Dienstleistungen als umsatzsteuerpflichtig angesehen werden kann, die Beschaffung eigener Hardware hingegen  mit 50% von der DFG bezuschusst wird.

Welche Hebel und Stellschrauben sehe ich, um diesen Herausforderungen zu begegnen? 

Zum Ersten muss es durch ökonomische und steuerliche Anreize gelingen, dass die Zusammenarbeit der Hochschulen in Hochschulkooperationen bzw. Digitalverbünden attraktiver gestaltet wird als ein Alleingang. Dazu gehört eine Betonung

1. von lokalen Implementierungs- und Schnittstellenprojekten, die Hochschulen an nationale und internationale Datendrehscheiben anbinden: NFDI, OZG, EMREX. Diese müssen die spezielle Situation und die Anwendungssysteme jeder Hochschule betrachten. Auch wenn große Systeme wie HISinOne in der ihnen eigenen Entwicklungsgeschwindigkeit Schnittstellen entwickeln, so ist die konkrete Umsetzung vor Ort je nach Anwendungsportfolio unterschiedlich aufwendig oder dringend. Für diese lokale Anpassung fehlen häufig Ressourcen.
2. der Schaffung gemeinsamer Servicestellen, welche die Hochschulen operativ (!) entlasten. Beispiele sind Rechtsberatung (Lizenzrecht, Datenschutzrecht, gemeinsame rechtliche Vertretung ggü. Lizenzgebern usw.), IT-Einkauf (Bewirtschaftung von Rahmenverträgen bis hin zur Anbindung an Einkaufssysteme der einzelnen Hochschule) oder IT-Sicherheit (Security Operations Center, Critical Emergency Response Team). Diese Servicestellen können länderspezifisch, aber auch länderübergreifend wirken.

Zum Zweiten entsteht durch die Förderung vieler digitaler Lehrprojekte (von StIL, BMBF usw.) ein Bedarf nach nachhaltiger Unterstützung derer technischer Implementierung. Das ist wiederum spezifisch für die einzelne Hochschule und wird zu einer dauerhaften Aufgabe im IT-Servicezentrum oder einer ähnlichen zentralen Stelle. Während bei den Förderprojekten im Lehrbereich die Didaktik, Konzeption und Durchführung einzelner Lehrveranstaltungen im Vordergrund steht, muss es hier um die Hintergrundaufgaben gehen: 

1. z.B. eine nachhaltige Einbettung der Lehrprojekte in eine meist hochschulspezifische gesamte technisch-digitale Lehr-, Lern-, Prüfungs- und Lernanalysearchitektur;
2. durch Anwendung von Student Success Management und Learning Analytics die datenschutzkonforme Realisierung datenbasierter Erkenntnisse und Interventionen, um z.B. Abbruchquoten zu minimieren.

Wo sehe ich einen besonderen Bedarf für ein hochschul- und länderübergreifend abgestimmtes Vorgehen, etwa zur Erschließung von Synergien, Vereinheitlichung von Schnittstellen oder Etablierung von Standards?

Viele der im vorhergehenden Abschnitt angesprochenen Maßnahmen können bereits durch Förderung innerhalb eines Bundeslandes angestoßen werden. Die Schaffung gemeinsamer Servicestellen wird z.B. im Digitalverbund Bayern durch Förderung des zuständigen Ministeriums realisiert. Für das Landesministerium ermöglicht dies eine gezielte und gebündelte Förderung einzelner Themengebiete, setzt allerdings eine vorherige Abstimmung und betriebliche Kooperation der Hochschulen voraus.

Einige Themen gehen jedoch über Ländergrenzen hinaus und müssen übergreifend, ggf. auch durch Anstoß auf Bundesebene unterstützt werden. Beispiele sind: 

1. die Unterstützung des Karrierewegs Studierender mit den drei Übergängen: Schule auf Bachelorstudium, Bachelor- auf Masterstudium und Masterstudium auf Erstanstellung (im öffentlichen Dienst, z.B. Lehrer, Juristen). Bei jedem Schritt ist eine Mobilität über Ländergrenzen hinweg möglich. Derzeit sind Medienbrüche hierbei eher die Regel als die Ausnahme, d.h. die strukturierten Daten der einen Seite werden auszugsweise auf der empfangenden Seite wieder manuell eingegeben. Bei den beiden Übergängen „Schule auf Studium“ und „Studium auf Erstanstellung“ sind nicht alleine die Hochschulen gefragt, sondern eine Digitalisierung muss mit anderen Ministeriumsbereichen gemeinsam angegangen werden. Beim Übergang „Bachelor auf Master“ ist das allerdings anders. Hier könnten die Hochschulen von sich aus eine Vereinheitlichung von Schnittstellen anstoßen. Dies ist umso wichtiger, weil wegen Anrechnungsfragen und Eignungsfragen häufig das komplette Bachelorzeugnis strukturiert verarbeitet werden muss. (--> Vereinheitlichung von Schnittstellen)
2. Die Unterstützungsmodalitäten von IT-Beschaffungen aus Bundesmitteln, was die DFG mit einschließt. Solange die Abrechnungsmodalitäten der einzelnen Hochschule eine Betrachtungsweise ermöglichen, welche eine isolierte Beschaffung austauschbarer IT-Standard-Hardware wie z.B. Mailserver günstiger zu stellen scheint als die Beschaffung von Diensten über eine Private oder Public Cloud, werden keine Kooperationsgewinne gehoben werden können. Die Logik, dass durch Bundes- oder Länderförderung der Kauf einer Mailserver-Hardware zu 50% bezuschusst wird, der Bezug von Maildiensten aus der Cloud aber mit 19% Umsatzsteuer belegt wird, führt isoliert betrachtet immer zur Beschaffung eigener Hardware; mit der daraus folgenden Notwendigkeit eigener Rechenräume, lokalem IT-Betriebspersonal, lokaler IT-Sicherheit und dem Ruf nach Ersatzinvestition nach wenigen Jahren. Die Unterstützungsmodalitäten müssen so geebnet sein, dass eine Entscheidung über „Make or Buy“ bezüglich IT-Dienstleistungen allein nach dem strategischen Interesse oder den operativen Ressourcenfähigkeiten der jeweiligen Hochschule getroffen werden kann. (--> Etablierung von Standards)
3. Private Clouds im Sinne des vorherigen Absatzes können auch von Hochschulen oder Verbünden betrieben werden, nicht nur von kommerziellen Anbietern. Wenn in diesem Fall (IT-) Leistungen zwischen Hochschulen geteilt werden, gelten derzeit bundesrechtliche Vorgaben z.B. im Finanzbereich (Umsatzsteuerpflicht). Innerhalb eines Bundeslandes kann man die gegenseitige Leistungserbringung vielleicht als staatliche Aufgabe begreifen. Es müsste aber auch möglich sein, dass diese Leistungserbringung ländergrenzenübergreifend passieren kann. Ggf. erfordert das eine Änderung von Bundesgesetzgebung. (--> Etablierung von Standards)
4. Die Analyse von Lerndaten erfordert schließlich eine Betrachtung und Auslegung der Datenschutzregeln, die am besten föderal harmonisiert erfolgen sollte. In einigen Bundesländern definiert das Hochschulgesetz, welche Daten zweckgebunden von den Studierenden erhoben werden sollen, um den Zweck der besseren Förderung des Studienerfolgs zu erfüllen. In verschiedenen Bundesländern gibt es jedoch verschiedene Auslegungen der zuständigen Datenschutzaufsicht, was mit diesen Daten angestellt werden darf. Hier sollte eine bundesweite Diskussion bessere Erkenntnisse liefern als sechzehn isolierte Diskussionen. (--> Erschließung von Synergien)

Fazit

Mit den Initiativen zur digitalen Lehre (vgl. Stiftung Innovation in der Hochschullehre) und digitalen Forschungsdaten (vgl. Nationale Forschungsdateninfrastruktur) hat Deutschland im Frontend an der Schnittstelle zu den Lehrenden und Forschenden bereits große Fortschritte und auch gute Erfahrungen gemacht. Was wir jetzt aufbauen müssen, ist das Backend, welches diese Initiativen auf Dauer auch am Laufen halten kann. Hier habe ich, hoffe ich, ein paar Vorschläge gemacht.

German Universities and the cloud -- what do we need to do?

The accelerated digitization of German colleges and universities in 2020/2021, in response to the COVID19 pandemic, would not have been possible without the massive uptake of cloud offerings. Teaching via video conferencing systems such as Zoom, digital remote exams with and without proctoring, and collaborative work via collaboration systems such as Confluence or Microsoft Teams found their way into the normal working day virtually overnight. More digitization happened in a few weeks than in the years before. Cloud providers such as Zoom, Google, and Microsoft captured shares of the digitization budget to a much greater extent than ever before planned. It became very clear during this period that the pre-pandemic digital world was caught up with a reality for which the universities and their administrations, which were nevertheless quite slow to act, were not prepared in their basic structures.

Cloud services extend the IT services previously used in universities and are mostly provided by their own data centers. They can be set up quickly and decentrally on PCs and notebooks and used by university staff. They do not lead to the acquisition of new large-scale equipment in the data centers, but they do lead to demand for user support from existing IT staff.

Utilization of these additional options, which are intended to improve the attractiveness and competitiveness of a university, is only possible after fundamental, internal considerations. Whereas in the past a data center or IT department could decide for itself whether to introduce software, the use of cloud services raises strategic issues that can only be resolved at the level of university management. The relocation of parts of the IT infrastructure, including data storage "off-campus", has implications for digital sovereignty, the design of basic infrastructures, or personnel development. In addition to new opportunities, unexpected dependencies arise. Recommendations for the concrete use of cloud services in universities were published by ZKI e. V. in 2021 in a result report with specific recommendations. The HRK has taken up the topic with Circular No. 26/2021.

There are strategic questions that must be fundamentally answered at the level of university managements, CIOs, ministries, federal states HRK before cloud use. They concern organizational, legal, and financial framework conditions.

Digital sovereignty: Most German universities operate their own data center. There are many reasons for this. Cloud services have been added during the pandemic. With cloud services, there is perceived uncertainty about the long-term development of license fees, as well as a dependency due to the increasing integration of cloud services into everyday operations (vendor lock-in). In the future, universities will have to weigh up on a political level whether such uncertainties and dependencies should be accepted or whether providing services in their own data center is fundamentally a sovereign path.

Cooperation structures: Private clouds could represent a middle ground between a company's own data center and cloud services from commercial providers. These could be either inter-university offerings via state data centers or the direct provision of services between universities. The decision on cooperation will have to be made partly by the universities themselves and partly in dialog with the state ministries. This also raises the question of the institutional structure of the cooperation. The state of Bavaria is attempting to establish this cooperation as a statutory task by founding a digital alliance (cf. Art 6(5) of the Higher Education Innovation Act) and to address the issues jointly across all types of higher education institutions.

Fiscal aspects of cooperation: the purchase of IT services is subject to VAT unless it is scientific cooperation. This applies to commercial cloud offerings (Microsoft 365, Zoom), but also, depending on the design, to inter-university offerings via the above-mentioned cooperation structures. Unless there is a provision in tax law here, e.g. that cooperation between universities is a public task, an IT service via cooperation may be up to 19% more expensive than providing the same service via an own university computer center.

Procurement: the current ways of procuring IT services are geared toward operating their own university computer centers. In the nationwide DFG funding program "Grossgeräte der Länder", they are half-subsidized with federal funds. Therefore, state-funded universities have no incentive to consider cloud services as a substitute if they have to pay for them in full.

Support structures: academics are used to being able to request assistance from commercial data centers, networks, and cloud operators 24 hours a day, 7 days a week. Small to mid-sized universities cannot provide this support. What does this mean for future workforce planning?

Sustainability: Increasingly, the university's own IT provision needs to be climate-proofed. For the state of Bavaria, an initial study has revealed a need for construction measures in the double-digit millions to meet the climate targets set by the state and federal governments concerning existing university data centers. Should these investments still be made when "everything is going to the cloud"?

The search for legal frameworks regarding the necessary cloud use in a European, or better, the inner-German legal framework is obvious. The Zoom provision of the DFN via the Telekom cloud shows an inner-German way for personal data of students and researchers, the NFDI for research data. However, cloud-based delivery of online university elections is not yet possible in many countries and is the subject of ongoing legal discussions.

With these issues in mind, it is necessary to take a hybrid view of the reliable and sustainable provision of IT services and to create prerequisites in each direction. The goal must be to efficiently operate IT infrastructures for universities that have been built and maintained with tax funds.


Translated with DeepL, edited with Grammarly.

Leave the digital transformation of teaching behind you!

 As I wrote in an earlier post, shortening "digital transformation of the university" to "digital transformation of teaching" seems to me to fall short. And for that, you don't have to resort to the Humboldtian ideal, but simply look at what members of a university spend most of their time doing -- at many universities, it's research.

Sure, professors go into the lecture hall at least once a day (in pre-Corona times), staff members prepare slides and supervise seminar papers, and the secretary's office sells lecture notes and accepts applications for recognition of exchange. These activities do not change, from semester to semester, from day to day a similar procedure. Hundreds of such operations in a month in a department, thousands in a faculty, hundreds of thousands in a university. So you might get the idea that these (repetitive) activities are the reason the university exists -- and you couldn't be more wrong.

Because researchers are actually driven by the search for the creative, the innovative, the insight. The next discovery, the lab result, the scientific discussion, the publication is the means to get ahead.

If we see digital transformation only as a means of doing what we do more efficiently: if we supplement our own face-to-face lectures with digital videos, store research data in a national cloud instead of on our University servers, offer MBA courses globally in English -- where is the strategy there? It's a digital extension of the same, a step into an international arena whose rules of the game we need to understand before we can make sense of it.

Digital transformation is changing a lot of things -- including university strategy. Universities with excellent, high-profile basic research can monetize education and training in these areas. Universities with impressive campuses create a sense of belonging that inspires alumni decades later. Much research and teaching content transports itself over the Internet -- depending on whether a university transports itself as a sender or receiver of this content, its own strategy must adapt.

You can spend a lot of money on digital transformation of universities; but it should be spent strategically in the right place. I doubt that this money is well spent on digital teaching.

Translated with DeepL