Akademie für Lernpädagogik Die agile Entwicklung einer Video-Lernplattform für Kinder

Seit 2018 bietet die AfL ein Online-Lerntraining für Schulkinder der 3.-8. Klasse an. Aufgrund des anhaltenden Erfolges hat sich das Startup im Herbst 2020 dazu entschieden, die Produktidee weiter auszubauen. Mit der Hilfe von inovex wurde schließlich nicht nur das Trainingsangebot erweitert, sondern auch die Software komplett überarbeitet.

Neues Produkt, agil entwickelt

In ihrer Anfangsphase hat sich die Akademie voll auf die Erweiterung und Pflege ihrer Inhalte konzentriert und die Arbeit an der Plattform an eine Agentur abgegeben. Nach drei erfolgreichen Jahren sollte die Expertise allerdings stärker ins eigene Haus verlagert werden. Dadurch will das Produktteam der Akademie zukünftig gemeinsam mit Marketing und pädagogischen Fachkräften schnell auf die Wünsche der eigenen Kunden sowie Marktveränderungen reagieren und neue Features implementieren.

Zusammen mit inovex hat die AfL die Anforderungen für das Update ihrer Plattform ausgearbeitet und einen agilen Arbeitsmodus bestimmt, in dem inovex die Akademie mit der Product-Owner-Rolle unterstützt hat. Anfangs wurde, wie in Scrum üblich, in einem regelmäßigen Sprint-Zyklus die neue Plattform iterativ weiterentwickelt. Durch schnelle Entscheidungswege und sehr schnelles Feedback zu den Arbeitspaketen, wechselten die AfL und inovex schließlich in einen flexibleren Kanban-Modus, um den raschen Veränderungen und Entwicklungen Rechnung zu tragen.

Schon früh im Projekt wurde klar, dass die technischen Anforderungen größer als erwartet waren. Daher hat inovex die Arbeit mit einem zusätzlichen Entwicklungsteam unterstützt und intern der AfL geholfen, die neuen Technologien in React und Go zu lernen.

Gleichzeitig wurde es auch einem inovex Studenten ermöglicht, sich in dem Projekt weiterzubilden und Erfahrungen zu sammeln.

Erweiterter Funktionsumfang, neue Technologie

Die Plattform der Akademie richtet sich vor allem an Kinder. Daher sind die meisten Inhalte über Videos aufbereitet. Die Videos sind interaktiv und gehen individuell auf den Entwicklungsstand der Kinder ein. Zusätzlich haben Eltern die Möglichkeit, eine Vorschau oder einen Rückblick auf die Lektionen zu bekommen und sich ein Bild vom Fortschritt ihrer Kinder zu machen. Die interaktiven Videos ermöglichen den Schüler:innen einen Lernpfad zu wählen, der sich an ihren Fähigkeiten orientiert.

Mittels der Themenstunden-Rubrik können Eltern und Kinder Termine mit Pädagog:innen zu bestimmten Themen wie Motivation, Konzentration oder Prüfungsangst sowohl vereinbaren als auch über die Plattform digital wahrnehmen. Im Rahmen von sogenannten Wochen-Challenges können die Kinder zudem Arbeitsblätter, Bilder oder Videos einreichen und hochladen.

Für diese Vielzahl von Funktionen musste die Web-Plattform technologisch weitreichend angepasst werden – normale Mediaplayer bieten z. B. nicht die benötigten Funktionen. Seit ihrem Start lief die Plattform auf PHP, das sich jedoch als zu unflexibel herausstellte, um die neuen Features skalierbar abzubilden. Aus diesem Grund hat inovex empfohlen, auf Go und React als Programmiersprache bzw. Software-Bibliothek zu setzen.

Um die einzelnen Domänen logisch voneinander zu trennen, basiert die Architektur auf einem Domain-Driven-Design-Ansatz. Das Echo Framework dient intern dazu, lokale Entwicklung und Tests zu ermöglichen. Darüber hinaus ist die Schnittstelle (API) neben Unit Tests mittels Jest durch Cypress auch komplett End-to-End getestet.

Bei der Frontend-Entwicklung setzen die AfL und inovex neben React auch Zustand als State Management ein. Die API-Kommunikation findet derweil über React-query statt.

Durch den Einsatz dieser Technologien ist es möglich, dass die Akademie auch in Zukunft, mit mehr Nutzer:innen, eine hervorragende User Experience bietet und die Plattform ausgebaut werden kann.

Serverless und skalierbar

Als technologisches Grundgerüst kommt bei der Akademie eine cloudbasierte Serverless-Infrastruktur auf Basis von AWS Lambda zum Einsatz. Davor ist ein AWS API Gateway geschaltet. Die Assets der Plattform werden auf einem Simple Storage Service (S3) abgelegt und via CloudFront ausgeliefert.

Um die benötigten Bilder optimal auszuspielen, liefert sie ein eigenentwickelter Image-Proxy in der passenden Auflösung für das jeweilige Endgerät aus und cacht sie im Anschluss. Die generelle Datenspeicherung wird über eine AWS RDS PostgreSQL Datenbank abgewickelt, die über zwei Availability-Zonen verteilt ist und regelmäßige Backups bekommt. Das kontinuierliche Monitoring findet dabei über CloudWatch statt.

Durch dieses Setup konnten die Kosten und der Aufwand für IT Operations deutlich gesenkt werden und die Teams konnten sich voll auf die Programmierung der Plattform-Features konzentrieren. Eine Abbildung der Infrastruktur als Code über das AWS CDK ermöglicht eine schnelle Anpassung an neue Anforderungen. Diese Flexibilität unterstützt die Skalierung erheblich und ermöglicht einen Betrieb, der eine hohe Performance bei gleichzeitiger Kostenersparnis ermöglicht.

Für die weitere Instandhaltung und Weiterentwicklung der Plattform konnten inovex und die Akademie in Gitlab eine automatisierte CI/CD (Continuous Integration/Continuous Delivery) Pipeline einrichten. Dabei handelt es sich um einen aufeinander aufbauenden und in sich geschlossenen Feedbackprozess. Durch ihn wird der Entwicklungsprozess automatisiert und verbessert. Dies wirkt sich nicht nur auf die Integrations- und Testphase aus, sondern auch auf die Bereitstellung und Implementierung neuer Features. Die Continuous Integration stellt sicher, dass die Entwickler:innen ihren eingecheckten Code automatisch bauen und testen lassen können.

Laufen die Tests fehlerfrei durch, werden die Änderungen direkt auf eine Testumgebung bzw. Staging-Umgebung deployed und können von der AfL abgenommen werden. Funktioniert alles wie gewünscht, kann mit einem Klick ein Deployment auf Production erfolgen.