Career Launcher: Pädagogen starten Online-Learning

Als Reaktion auf den durch die Pandemie verursachten Lockdown bietet Career Launcher in Indien mit großem Erfolg ein enormes Bildungsangebot.

Auf einen Blick:

  • Das Unternehmen Career Launcher, das weltweit Niederlassungen betreibt, schließt Partnerschaften mit Bildungseinrichtungen und nutzt AWS-Ressourcen, um über sein Online-Portal aspiration.ai eine robuste Plattform für Fernunterricht bereitzustellen.

  • Als Reaktion auf die COVID-19-Pandemie konnte Career Launcher mithilfe von AWS-Cloud-Instanzen mit Intel® Technik seine Lernplattform aspiration.ai unglaublich schnell ausbauen.

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Kurzübersicht:

Infolge der globalen COVID-19-Pandemie und des nachfolgenden Lockdowns konnten Schüler in ganz Indien den Unterricht in Schulen nicht mehr persönlich besuchen. Das Directorate of Education des National Capital Territory (NCT) Delhi benötigte eine schnell skalierbare Lösung, nicht nur um die Kontinuität des Bildungswesens zu gewährleisten, sondern auch, um für den langfristigen Wandel im Bildungsbereich eine passende Plattform bereitzustellen. Daher beauftragte das Bildungsministerium Intels Partner Career Launcher und schon bald darauf wurde eine Partnerschaft mit Intel und Amazon Web Services (AWS) geschlossen. Die Partner arbeiteten gemeinsam mit Pädagogen an der Anpassung von aspiration.ai, dem AWS-basierten Lernportal von Career Launcher, um die Anforderungen der Schulen in Delhi zu erfüllen. Innerhalb von zwei Wochen wurde die Versuchsstudie erfolgreich gestartet und das Project Aspiration 2020 war geboren. Innerhalb von zwei Monaten war es bereits groß genug, um über 160.000 Schüler mit leistungsstarken Lerntools zu versorgen – und das Projekt hatte Potenzial für deutlich mehr.

Es ist wirklich großartig, mit Technologiegiganten wie Intel und AWS zusammenzuarbeiten, um für eine unterbrechungsfreie Bildung in dieser Krisenzeit zu sorgen. Wir hoffen, diese Partnerschaft auf hundert solcher Großprojekte weltweit ausweiten zu können und als Fachleute der Do-Good-Do-Well-Philosophie angesehen zu werden.“ – Satya Narayanan R, Chairman, CL Educate

Eine schnelle Lösung für Fernunterricht ist gefragt

Im März 2020 traf die COVID-19-Pandemie Indien mit voller Härte und führte zu einem landesweiten Lockdown, in dessen Rahmen auch alle staatlichen Schulen geschlossen wurden. Nach einer kurzen Vorwarnung hatten hunderttausende Schüler des NCT von Delhi keinen Zutritt mehr zu einem Schulgebäude. Das Bildungsministerium des NCT Delhi musste schnell eingreifen, um die Unterbrechung für die Schüler auf ein Mindestmaß zu reduzieren. Darüber hinaus sollte eine Lösung eingeführt werden, die dabei helfen würde, den Bildungsbereich in Delhi und gesamt Indien zu transformieren.

Mit einem im Vergleich zu anderen Teilen Indiens relativ hohen Anteil an Breitband-Internetverbindungen war die Stadt Delhi ein idealer Kandidat für einen Online-Learning-Test in öffentlichen Schulen. Allerdings stand für diesen Versuch nicht die üblicherweise für die Entwicklung und Einführung einer solchen Lösung benötigte Zeit zur Verfügung. Die für den Bildungsbereich zuständigen Führungskräfte der Behörde kontaktierten Career Launcher, einen Partner von Intel im Bereich der Bildungstechnik. Ziel war die Entwicklung einer Lösung für Fernunterricht, die schnell skalierbar ist und das Potenzial hat, noch viele Jahre für Schüler von großem Nutzen zu sein. Um die notwendigen Ressourcen schnell zu beschaffen, wandte sich Career Launcher an Intel und Amazon Web Services (AWS), und die unter dem Namen Project Aspiration 2020 bekannte Initiative konnte beginnen.

Das Unternehmen Career Launcher, das weltweit Niederlassungen betreibt, schließt Partnerschaften mit Bildungseinrichtungen und nutzt AWS-Ressourcen, um über sein Online-Portal aspiration.ai eine robuste Plattform für Fernunterricht bereitzustellen. Dieses Portal war jedoch auf die Bedürfnisse der Erwachsenenweiterbildung ausgelegt und musste angepasst werden, um den Zielen und Lernmodi von Schülern in der Primar- und Sekundarstufe zu entsprechen. Die Erweiterung der bestehenden Nutzergruppe von aspiration.ai von rund 140.000 Lernenden, um virtuelle Klassenzimmer für die Zielgruppe der Schüler in der Primar- und Sekundarstufe zu schaffen, bedeutete darüber hinaus, dass die Zahl der täglich aktiven Nutzer um 60 Prozent steigen würde. Diese Steigerung war immens und der Plan musste rasch umgesetzt werden.

AWS freut sich über die enge Zusammenarbeit mit Career Launcher und Intel bei der Entwicklung der Lernplattform aspiration.ai, die darauf ausgerichtet ist, Lernen, Spaß und Betreuung in großem Umfang bereitzustellen. Wir freuen uns, Teil dieser Bemühungen zu sein, die an staatlichen Schulen in Delhi kontinuierlichen Unterricht ermöglichen.“ – Rahul Sharma, President, World Wide Public Sector, India and South Asia, Amazon Internet Services Pvt. Ltd.

Schnell fortschreitende Zusammenarbeit, schnell skalierbare Plattform

Intel und AWS erkannten den möglichen Effekt von Project Aspiration 2020 und bildeten schnell ein agiles Team zur Unterstützung der Implementierung. Die beiden Unternehmen stellten für einen Test Finanzmittel zur Verfügung und arbeiteten gemeinsam mit Career Launcher an der Konfiguration einer Lösung, um die Herausforderungen überwinden und die Anforderungen erfüllen zu können. Das AWS-Team arbeitete eng mit Career Launcher an der Entwicklung einer flexiblen und sicheren Amazon Virtual Private Cloud (Amazon VPC) für Project Aspiration 2020. Mit dieser Lösung stand der richtige Ressourcenmix zur Verfügung, um das Webportal einzurichten, Lerninhalte bereitzustellen und die Datenbank zu verwalten. Innerhalb einer Woche nach dem Start von Project Aspiration 2020 war die überarbeitete Lösung bereits in Betrieb.

In Hinblick auf die Konfiguration wurden zahlreiche Überlegungen angestellt. An erster Stelle standen die Kosten. Das staatliche Schulsystem, das aufgrund der Pandemie finanziell unter Druck stand, benötigte eine kostengünstige Lösung. C4-Instanzen der Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2), die auf Intel® Xeon® Prozessoren basieren, trugen dazu bei, die Kosten niedrig zu halten und stellten dennoch die schnell skalierbare Rechenleistung bereit, die für fortschrittliche Funktionen und hohe Reaktionsschnelligkeit erforderlich ist. Amazon EC2 R4, die ebenso auf Intel Xeon Prozessoren basieren, lieferten die Arbeitsspeicherkapazität, die für Funktionen der Datenebene – wie auf maschinellem Lernen basierende vorausschauende Analysen – auf den bestehenden MongoDB- und Oracle-Datenbanken benötigt wird.

Herausforderungen bei den Inhalten überwinden

Die nächste Herausforderung war die Bereitstellung von Inhalten. Career Launcher hatte zuvor Videos aus dem eigenen Studio live gestreamt. In Zeiten des Lockdowns war dies nicht länger möglich. Die neue Situation erforderte ein Content-Delivery-Netzwerk (CDN), mit dem pro Tag zwischen 30 und 40 Videoeinheiten live gestreamt werden könnten. Jede dieser Einheiten kann bis zu drei Stunden lang sein und bis zu 7.500 gleichzeitige Benutzer haben. Damit Schüler und Lehrer reibungslos interagieren können, muss die Lösung eine geringe Latenz haben. Mit Amazon CloudFront stand ein schnelles und sicheres CDN bereit, das basierend auf Nachfrageänderungen Ressourcen hinzufügen oder entfernen kann. Live-Videoaufnahmen von Unterrichtseinheiten werden mit AWS Elemental MediaLive in Echtzeit codiert und komprimiert. Dieser Dienst arbeitet in Verbindung mit AWS Elemental MediaPackage, um das Videomaterial für die Bereitstellung auf vielen verschiedenen Bildschirmtypen über das Internet vorzubereiten. MediaPackage ermöglicht zudem DVR-ähnliche Funktionen, die für Schüler sehr hilfreich sind, beispielsweise die Möglichkeit, ein Video anzuhalten und zurückzuspulen. Anschließend gelangt das Video über das Portal von Amazon CloudFront zum Endbenutzer.

Eine weitere große Sorge bei der Bereitstellung von Inhalten galt dem Zugang von Schülern, die nicht über die zuverlässige Breitband-Internetverbindung verfügen, die für das Live-Streaming von Lektionen erforderlich ist. Career Launcher entwickelte eine separate AWS-basierte Video-Pipeline, um Videos von Unterrichtseinheiten aufzunehmen und die Aufnahmen zum Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) hochzuladen. Dort sendet eine AWS-Lambda-Funktion das Video an den Amazon Elastic Transcoder, der es in mehrere Formate konvertiert, darunter auch Formate, die für Wiedergabegeräte mit geringer Bandbreite und niedriger Auflösung geeignet sind. Die Tatsache, dass synchrone und asynchrone Lerninhalte in vielen Größen angeboten werden, bietet Schülern die Voraussetzung, Lerninhalte auf ihren verfügbaren Ressourcen zu nutzen. Die Bibliothek der archivierten Videos umfasst inzwischen über 7.000 Lektionen, die jederzeit verfügbar sind, wenn ein Schüler sie benötigt.

Die Architektur der AWS-Lösung für Project Aspiration 2020.

Erfolg mit Analysen fördern

Neben der Bereitstellung von Unterrichtseinheiten, die einen virtuellen persönlichen Kontakt zwischen Lehrern und Schülern ermöglichen, bieten die fortschrittlichen Funktionen von AWS die Voraussetzung für Analysen, mit denen sich das Programm und die Ergebnisse der Schüler verbessern lassen. Die Lösung trackt Schlüsselindikatoren für den Erfolg und die Motivation der Schüler, um sicherzustellen, dass die Bedürfnisse aller Schüler berücksichtigt werden. Career Launcher nutzt zudem maschinelles Lernen, um Erkenntnisse zu gewinnen, mit denen sich die Leistung von Schülern vorhersagen lässt. Durch die Analyse der Ergebnisse von Schülern bei praktischen Prüfungen können sie voraussagen, wie diese bei öffentlichen Prüfungen, bei denen sie unter enormem Druck stehen und die ihre Zukunft beeinflussen, abschneiden werden. Career Launcher kann die Leistung eines Schülers analysieren und den Ausbildungsweg vorschlagen, der den jeweiligen Anforderungen am besten entspricht. Diese vorausschauende Analyse kann auch den Pädagogen im Content-Team Hilfestellung geben. Sie können vorhersagen, ob Schüler in der Lage sein werden, bestimmte Fragen bei schriftlichen Prüfungen zu beantworten.

Außerdem werden Analysen eingesetzt, damit wichtige Akteure die Leistung des Programms beurteilen können. Mithilfe von Metabase- und Mongo-Diagrammen, die in ihrem Amazon VPC integriert sind, bietet Career Launcher Administratoren, Behördenvertretern und Pädagogen eine Reihe von Kennzahlen. Mit diesem Ansatz kann die Koalition aus Bildungs- und Technikpartnern beurteilen, was funktioniert und was nicht. Sie können diese Datenvisualisierungen innerhalb ihrer Organisationen weitergeben und damit sicherstellen, dass die besten Erkenntnisse ans Licht gebracht werden. So lässt sich der Dienst weiterentwickeln, um Schülern die bestmögliche Lernerfahrung zu bieten.

Für die Zukunft erwägt Career Launcher einen Umstieg zu C5- und R5-Instanzen von Amazon E2C, um die Vorteile der 2. Generation der skalierbaren Intel® Xeon® Prozessoren nutzen zu können. Damit ließe sich die Leistung der Algorithmen für maschinelles Lernen mit integrierter KI-Beschleunigung, wie den Intel® Advanced Vector Extensions 512 (Intel® AVX-512), erheblich verbessern.

Eine leistungsstarke Plattform zum Lernen

Die skalierbare Leistung von AWS bot Career Launcher die Voraussetzungen, um spezielle interaktive Funktionen bereitzustellen, damit Schüler trotz der weniger als idealen Umstände weiterhin lernen können. Lehrer verfügen nun über neue Tools, um Lernen zu fördern und das Umfeld spannender und unterhaltsamer zu gestalten. Sie können Lernspiele erstellen, damit Lernressourcen unterhaltsam sind und Schüler während dieser schwierigen Zeit motiviert bleiben. Sie können auch Quiz erstellen, um Unterrichtsstoff zu vermitteln und eine größere Vielfalt an Medien in ihre Lektionen einbinden. Sie können nun Videoclips zeigen, um den Geschichtsunterricht real und relevant zu gestalten und im Biologieunterricht Animationen abspielen, die es Schülern erleichtern, komplexe Themen nachzuvollziehen.

Project Aspiration 2020 ebnet Lehrkräften den Weg zu neuen Möglichkeiten der Interaktion mit Schülern. In großen Klassen unterstützt ein Lehrerteam den Hauptlehrer durch die Interaktion mit Schülern in Chats, um ihnen bei der Lösung von Fragestellungen zu helfen. Durch dieses Format werden Schüler auch inspiriert, sich in neuer Weise in den Unterricht einzubringen. Lehrer berichten, dass Schüler, die sich im Unterricht selten meldeten, im Chat aktiv und motiviert auftreten. Ein Schüler, Lokesh Jha, beschrieb seine Erfahrung so: „Grafiken und Animationen machen den Unterricht interessanter. Und es gibt jede Menge Quiz. Jeder von uns wartet darauf, dass die Lehrer unseren Namen ziehen, wenn wir die Frage beantworten.“ Jyotsna Davar, Lehrerin für Buchhaltung und Wirtschaftslehre, bemerkte: „Alle meine Schüler genießen diesen Unterricht sehr. Sie freuen sich auf diese Klassen.“

Außerdem können die Schulen mithilfe der Plattform Mentorenprogramme sowie Berufsberatung für Schüler und Eltern anbieten. Auf diese Weise können Pädagogen die Qualität der Bildung verbessern, die die Schüler erhalten, denn die Eltern werden in die Gleichung einbezogen und die Familien erhalten nützliche Ressourcen.

Lösung für die Datenverwaltungsanalyse.

Training, Einarbeitung und Start in kurzer Zeit

Um die Anforderungen der Schüler zu erfüllen, war mehr erforderlich als nur Rechenressourcen und ein leistungsstarkes Portal. Hunderte von Lehrern mussten geschult und eingearbeitet werden, und zudem musste ein System für die Erstellung und Verwaltung von Kursen eingerichtet werden. Die Implementierung von Project Aspiration 2020 begann mit einer beschleunigten Einarbeitungsphase für Pädagogen. Career Launcher ermittelte in Zusammenarbeit mit dem Bildungsministerium eine Gruppe von exzellenten Lehrern, die beim Umstieg zum Online-Lernen die Speerspitze bilden würden. Aus dieser ersten Gruppe von 300 Lehrkräften wurden 60 ausgewählt, die als Hauptlehrkräfte für wichtige Unterrichtseinheiten fungieren sollten. Innerhalb einer Woche wurde diese ausgewählte Gruppe zertifiziert, um mit dem Unterricht für tausende Live-Teilnehmer zu starten.

All jene, die an dieser Einarbeitungsinitiative teilnahmen, profitierten ebenfalls. Sie wurden nicht nur in Hinblick auf die Durchführung von Unterrichtseinheiten auf aspiration.ai geschult, sondern besuchten auch einen Kurs für Online-Unterricht. Viele dieser Lehrer hatten vor diesem Programm nur sehr begrenzte Erfahrungen im Umgang mit Computern. Im Rahmen der Schulung lernten sie, wie sie Medienressourcen nutzen und das Interesse von Kindern wecken können.

Mehr als eine Lösung: Eine Transformation

Ausgehend von der ersten Gruppe von 55 Schulen und 1.500 Schülern betreut das Programm jetzt über 165.000 Schüler mit einem hohen Grad an Interaktion: 90 Prozent der angemeldeten Schüler sind regelmäßig aktiv. Mit Bitten um Teilnahme aus dem ganzen Land soll das Projekt innerhalb des nächsten Monats auf etwa eine Million Schüler erweitert werden.

Das Ziel des Career Launcher-Programms geht jedoch weit über die COVID-19-Krise hinaus. Die schnelle Erweiterung, die Career Launcher, Intel und AWS erreicht haben, inspiriert Regierungsbeamte dazu, anders über Bildung zu denken. Sie sehen, dass sich das Potenzial dieses Programms dauerhaft auf das Leben der Schüler auswirken und landesweit eine Transformation im Bildungssystem vorantreiben kann, um mehr Kindern den Zugang zur bestmöglichen Lernumgebung bereitzustellen.

Die Plattform bot dem Bildungsministerium auch die Voraussetzungen für eine Erweiterung der Bildungsinitiativen. Mithilfe der AWS-Cloud-Ressourcen sind sie nun in der Lage, Bildung agiler und zu geringeren Kosten bereitzustellen. Das öffentliche Bildungssystem verbraucht einen der größten Anteile des Regierungsbudgets. Die Minister sind hinsichtlich des Potenzials von Project Aspiration 2020, ihre Ausgaben deutlich effizienter zu gestalten, sehr optimistisch: Der Bedarf an Kapitalaufwendungen und physischer Infrastruktur soll in der Folge sinken und gleichzeitig soll die Qualität der Ausbildung, die Schüler erhalten, besser werden.

Skalierbar und leistungsstark: Intel in AWS

Intel Architektur bildet das Herzstück der Cloud-Computing-Instanzen von Amazon EC2. Sie sorgt für hohe Datensicherheit, eine schnelle Verarbeitung großer Datenmengen und flexible Dienstbereitstellung, ohne bei der Leistung Abstriche zu fordern. Intel® Prozessoren verfügen über:

  • Intel Advanced Vector Extension 512 (Intel AVX-512), die bis zu 2-mal bessere Anwendungsleistung bietet als Technik der vorherigen Generation1 und damit erhebliche Geschwindigkeitsverbesserungen für Datenanwendungsaufgaben ermöglicht.
  • Intel® Trusted Execution Technology (Intel® TXT), Intels Technik für die Einrichtung von Plattformen mit erhöhter Sicherheit. Die One-Touch-Aktivierung bietet eine zusätzliche Sicherheitsebene für geografische Anforderungen wie regionale und länderspezifische Bestimmungen hinsichtlich der Datenhoheit.
  • Intel® Deep Learning Boost (Intel® DL Boost) bietet integrierte KI-Beschleunigung mit bis zu 14-mal besserer Inferenzleistung2 bei der Bildklassifizierung mit skalierbaren Intel Xeon Prozessoren der 2. Generation im Vergleich zu Konkurrenzprodukten.
  • Mit der Intel® Turbo-Boost-Technik kann die Verarbeitungs- und Grafikleistung des Prozessors bei Lastspitzen durch die automatische Erhöhung der Taktfrequenz von Prozessorkernen über die Grundtaktfrequenz hinaus verbessert werden, sofern die Grenzwerte des Prozessors für die Leistungsaufnahme, die Stromstärke und die Temperatur nicht überschritten werden.
  • Die Intel® AES New Instructions (Intel® AES-NI) verbessern den Originalalgorithmus Advanced Encryption Standard (AES), um Datensicherheit schneller und mit verbessertem Schutz bereitzustellen. Alle Amazon-EC2-Instanzen der aktuellen Generation unterstützen diese Prozessorfunktion.

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Informationen über zugehörige Produkte und Lösungen

Produkt- und Leistungsinformationen

1FSI-Kernel – Ausgangsbasis: Konfiguration für Intel® Xeon® Platinum 8268 Prozessor: Intel „Wolf Pass“-Plattform mit zwei Intel® Xeon® Platinum 8268 Prozessoren (2,9 GHz, 24 Kerne), 12 x 16 GB DDR4-2933, 1 SSD, BIOS: SE5C620.86B.02.01.0008.031920191559; Microcode: 0x500001c, Red Hat Enterprise Linux* 7.7, Kernel 3.10.0-1062.1.1. FSI-Kernel v2.0: Geometrisches Mittel (3 Workloads: Binomialmodell für Optionspreise, Black-Scholes-Modell, Monte-Carlo-Modell ), AVX2_256 Build, Intel® Compiler 2019u5, Intel® Math Kernel Library (Intel® MKL) 2019u5, BIOS: Binomialmodell (HT EIN, Turbo EIN, SNC AUS, 2 Threads/Kern), Black Scholes (HT AUS, Turbo EIN, SNC AUS, 1 Thread/Kern), Monte Carlo (HT EIN, Turbo EIN, SNC AUS, 2 Threads/Kern). Test von Intel mit Stand 1.11.2019 mit AVX-512: Konfiguration für Intel® Xeon® Platinum 8268 Prozessor: Intel „Wolf Pass“-Plattform mit zwei Intel® Xeon® Platinum 8268 Prozessoren (2,9 GHz, 24 Kerne), 12 x 16 GB DDR4-2933, 1 SSD, BIOS: SE5C620.8 6B.02.01.0008.031920191559; Microcode: 0x500001c, Red Hat Enterprise Linux* 7.7, Kernel 3.10.0-1062.1.1. FSI-Kernel v2.0: Geometrisches Mittel (3 Workloads: Binomialmodell für Optionspreise, Black-Scholes-Modell, Monte-Carlo-Modell ), AVX-512 Build, Intel® Compiler 2019u5, Intel® Math Kernel Library (Intel® MKL) 2019u5, BIOS: Binomialmodell (HT EIN, Turbo EIN, SNC AUS, 2 Threads/Kern), Black Scholes (HT AUS, Turbo EIN, SNC AUS, 1 Thread/Kern), Monte Carlo (HT EIN, Turbo EIN, SNC AUS, 2 Threads/Kern). Test von Intel mit Stand 1.11.2019.
2Bis zu 14-fache Steigerung der KI-Leistung mit Intel® DL Boost im Vergleich zu Intel® Xeon® Platinum 8180 Prozessor (Juli 2017). Getestet durch Intel am 20.02.2019. Zweiprozessorsystem mit Intel® Xeon® Platinum 8280 Prozessor, 28 Kerne, HT EIN, Turbo EIN, insgesamt 384 GB Arbeitsspeicher (12 Steckplätze, je 32 GB, 2933 MHz), BIOS: SE5C620.86B.0D.01.0271.120720180605 (uCode: 0x200004d), Ubuntu 18.04.1 LTS, Kernel 4.15.0-45-generic, SSD: 1 x INTEL SSDSC2BA80 (sda) – SSD mit 745,2 GB, INTEL SSDPE2KX040T7 (nvme1n1) – SSD mit 3,7 TB, Deep Learning Framework: Intel® Optimierungen für Caffe*, Version: 1.1.3 (Commit-Hash: 7010334f159da247db3fe3a9d96a3116ca06b09a), ICC-Version 18.0.1, MKL-DNN-Version: 0.17 (Commit-Hash: 830a10059a018cd2634d94195140cf2d8790a75a, Modell: https://github.com/intel/caffe/blob/master/models/intel_optimized_models/int8/resnet50_int8_full_conv.prototxt, BS = 64, syntheticData, 4 Instanzen/Zweiprozessorsystem, Datentyp: INT8 im Vergleich zu Test durch Intel am 11. Juli 2017: Zweiprozessorsystem mit Intel® Xeon® Platinum 8180 Prozessor (2,50 GHz, 28 Kerne), HT AUS, Turbo AUS, Scaling-Governor festgelegt auf „Performance“ über intel_pstate-Treiber, 384 GB DDR4-2666-ECC-RAM. CentOS Linux, Release 7.3.1611 (Kern), Linux-Kernel 3.10.0-514.10.2.el7.x86_64. SSD: Intel® SSD der Produktreihe DC S3700 (800 GB, 2,5", 6-Gbit/s-SATA, 25 nm, MLC).