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GMS Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie

Deutsche Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie e.V. (GMDS)

ISSN 1860-9171

Verbesserung der medizinischen Lehre durch internetbasierte Vorlesungsnachbereitung und -ergänzung: E-Learning-Erfahrungen der Universitätsfrauenklinik Tübingen

Improvement of medical education using web-based lecture repetition and extension: e-learning experiences of the Department of Obstetrics and Gynecology, University of Tuebingen

Originalarbeit

GMS Med Inform Biom Epidemiol 2006;2(3):Doc23

The electronic version of this article is the complete one and can be found online at: http://www.egms.de/en/journals/mibe/2006-2/mibe000042.shtml

Published: November 23, 2006

© 2006 Schauf et al.
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Zusammenfassung

Zur Verbesserung und Ergänzung ihres Lehrangebotes hat die Universitätsfrauenklinik Tübingen seit dem Wintersemester 2004/2005 E-Learning in Form internetbasierter Vorlesungsnachbereitung in die Ausbildung ihrer Medizinstudenten aufgenommen. Dabei werden den Studierenden zeitnah an die Vorlesung im Internet Übungsfragen zur Stoffwiederholung und -ergänzung angeboten. Die Teilnahme ist freiwillig, setzt aber eine Registrierung voraus.

Für den Untersuchungszeitraum (Wintersemester 2004/2005, Sommersemester 2005 und Wintersemester 2005/2006) mit insgesamt mehr als 380 E-Learning-Nutzern finden sich ermutigende Ergebnisse. So nutzten durchschnittlich etwa 45% der möglichen Teilnehmer die online angebotenen Übungsaufgaben. Für die Gruppe derjenigen Studentinnen und Studenten, welche mindestens 75% aller angebotenen Übungsmodule bearbeitet hat, zeigt sich im Vergleich zu ihren herkömmlich lernenden Kommilitonen ein statistisch signifikant besseres Prüfungsergebnis bei der Abschlussklausur (p=0,002). Auch in der Verteilung der guten und sehr guten Notenränge liegen die Nutzer deutlich vor den Nichtnutzern. Mehr als doppelt so viele Nichtnutzer wie Nutzer bestanden die Klausur nicht.

Das Übungsangebot und dessen technische Umsetzung wird von den Nutzern konstant positiv bewertet.

In Zukunft sollen dem Wunsch der Studierenden entsprechend weitere Lehrveranstaltungen durch E-Learning ergänzt werden.

Schlüsselwörter: medizinische Ausbildung, E-Learning, Evaluation

Abstract

In order to improve the education of its medical students, the Department of Obstetrics and Gynecology of the University of Tuebingen established e-learning in terms of web-based lecture repetition and extension. Subsequent to lectures, questions are provided online. The participation is voluntary, but requires registration.

The results of the analysed period (winter term 2004/2005, summer term 2005 and winter term 2005/2006) including more than 380 e-learning users are encouraging. An average of 45% of the target group used the offered online questions. The students who completed at least 75% of all prepared question units achieved significantly better results than their traditional learning fellow students (p=0.002). Users got more frequent the marks "good" and "very good". Twice as much conventional learning students as e-learning users failed the examination.

E-Learning and the technical implementation are repeatedly appreciated by the students.

In the future, more medical courses will be supplemented with e-learning, according to the students request.

Keywords: medical education, e-learning, evaluation


Einleitung

Um die Ausbildung ihrer Medizinstudenten zu verbessern hat die Universitätsfrauenklinik Tübingen E-Learning im Sinne von online zu bearbeitender, inhaltlich die Vorlesung wiederholender und ergänzender Übungsfragen in das bestehende Lehrangebot aufgenommen. Das hierzu genutzte internetbasierte Portal ‚medCampus’ [1] bietet Lernenden einen einfachen und schnellen Zugriff auf für sie bereitgestellte Übungsangebote. Dozenten können flexibel Lehrinhalte und Übungsaufgaben veröffentlichen, bestimmten Nutzerkreisen zur Verfügung stellen, absolvierte Übungen auswerten und in künftigen Kursen erneut nutzen.

Ziel ist es, die bestehende Präsenzlehre durch neue elektronische Lehrmethoden zu ergänzen. Dabei sollen die Studierenden zu einem zeitnah an die jeweilige Vorlesung stattfindenden Wiederholen und Vertiefen des Lernstoffs angehalten werden.

Unter E-Learning oder elektronisch unterstütztem Lernen versteht man Lernen unter Zuhilfenahme unterschiedlichster elektronischer Hilfen wie Computerprogramme, DVDs & CDs und Internetseiten [2].

Im Gegensatz zu teils überoptimistischen Ansätzen zu Beginn der E-Learning-Nutzung wird das elektronische Lernen heute als einer von mehreren Bausteinen der Lehre angesehen. Dies wird durch den Begriff ‚Blended Learning’, also die Verschränkung von E-Learning und Präsenzlehre beschrieben [3].

Die Universitätsfrauenklinik Tübingen bietet ihren Studenten bereits ein breit gefächertes Lehrangebot bestehend aus Präsenzlehre in Form der Hauptvorlesung, praktischer Lehre im Rahmen der Wochenpraktika, Mitarbeit an interdisziplinären Curricula, Wahlfachangeboten, Famulaturen und Seminaren [4].

Im Sinne von Blended Learning wurde nun E-Learning als weitere Komponente begleitend zur Vorlesung ‚Gynäkologie und Geburtshilfe’ zum Wintersemester 2004/2005 eingeführt.

Diese Arbeit soll klären, ob E-Learning in der angewandten Form einen positiven Beitrag zur Lehre erbringen kann und den Studierenden hilft, bessere Prüfungsergebnisse zu erzielen. Des Weiteren soll die Bereitschaft der Studenten und Studentinnen, E-Learning allgemein und im speziellen das verwendete System zu nutzen, hinterfragt werden.


Material

Zur Einführung von E-Learning wurde durch die Universitätsfrauenklinik Tübingen die Planung und Realisierung einer eigenen internetbasierten Lehr- und Lernplattform initiiert [MedCampus, AesconMed, Tübingen]. Hierbei handelt es sich um eine modulare, webbasierte Arbeitsplattform für Autoren, Studenten und Dozenten zur Ausbildung und zur Fort- und Weiterbildung (CME) in der Medizin. Im Folgenden soll nur auf die ausbildungsorientierten Module eingegangen werden.

Dozentinnen/Dozenten und Studierende melden sich auf der Homepage [1] mit Benutzernamen und Passwort an und erhalten dann Zugriff auf die für ihre Benutzergruppe bestimmten Funktionen. So können Studenten und Studentinnen ihnen zur Verfügung gestellte Übungen absolvieren und ihre Ergebnisse einsehen. Lehrende greifen auf Funktionen wie das Einstellen von Fragen und Informationstexten sowie Auswerten bezüglich Nutzungshäufigkeit, -dauer und -erfolg zu.

Passend zu jeder Vorlesungseinheit wurde seit dem Wintersemester 2004/2005 den Hörern der Vorlesung ‚Gynäkologie und Geburtshilfe’ ein inhaltlich abgestimmtes, den Vorlesungsstoff überschreitendes Übungsmodul aus zehn MultipleChoice-Fragen pro Vorlesungsthema angeboten (Abbildung 1 [Abb. 1]). Dabei ist das Ergänzen des in der Vorlesung gelehrten Stoffes durch weitere themenbezogene Fragestellungen ein wichtiger Aspekt der Übungsfragenentwicklung. Die Studierenden sollen zu selbstgesteuertem Lernen unter Zuhilfenahme von Fachliteratur animiert werden.

Die Nutzung ist freiwillig. Die Bearbeitung der Fragen ist zeitlich auf maximal eine Woche nach zugehöriger Vorlesung begrenzt, um eine zeitnahe Beschäftigung mit dem Lernstoff zu erzielen. Die Lösungen können erst nach Ablauf des Beantwortungszeitraums eingesehen werden, um allen Teilnehmern gleiche Bedingungen zu gewährleisten.

Die Teilnahme an den Übungen setzt eine Registrierung mit Angabe der Matrikelnummer voraus. Das System speichert folgende bei der Nutzung anfallende Informationen: bearbeitetes Übungsmodul, Übungserfolg in Prozent richtig beantworteter Fragen, Zeitpunkt und Zeitdauer der Bearbeitung.

Jeder Hörer der Vorlesung nimmt im Anschluss an diese an einer Abschlussklausur teil. Deren MultipleChoice-Fragen (fünf Antwortmöglichkeiten, Einfachauswahl) werden seit mehr als zehn Jahren in gleichbleibender Form entworfen, allerdings inhaltlich beständig angepasst und erneuert. Sie sind nicht, auch nicht in abgewandelter Form, zuvor als E-Learning-Übungsfragen erschienen oder gar in einer vorangegangenen Klausur genutzt worden. Durch die Neuentwicklungen wird der Nutzung eines Klausurfragenkatalogs auf studentischer Seite erfolgreich entgegengewirkt, wie die im langen Verlauf konstant bleibenden Klausurergebnisse und Durchfallerquoten belegen.


Methoden

Die während des Wintersemesters 2004/2005, Sommersemesters 2005 und Wintersemesters 2005/2006 erhobenen Daten über die E-Learning-Nutzung wurden anhand der Matrikelnummern der Studierenden mit den Ergebnissen der jeweiligen Abschlussklausur verglichen.

Die Grafiken und statistischen Maßzahlen wurden mit den Programmen Microsoft Excel und SPSS Standard erstellt und berechnet. Den t-Tests liegt ein Signifikanzniveau von 5% zu Grunde.

Die Evaluation von E-Learning allgemein und bezogen auf das angewandte System wurde mit unterschiedlichen Methoden durchgeführt.

So bekamen die Hörer der Vorlesung im Sommersemester 2005 einen Fragebogen ausgeteilt. Dabei richtete sich der Fragebogen mit jeweils unterschiedlichen Items sowohl an E-Learning-Nutzer und -Nichtnutzer. Die Nichtnutzer wurden vor allem bezüglich der Gründe, nicht an E-Learning teilzunehmen, befragt (siehe hierzu Abbildung 2 [Abb. 2]).

Von den 150 ausgeteilten Fragebögen wurden 82 ausgefüllt zurückgegeben, dies entspricht einer Rücklaufquote von knapp 55%. Davon waren 61 Bögen von E-Learning-Nutzern ausgefüllt, 18 von Nichtnutzern. Drei Fragebögen waren ungültig. Aufgrund der vor allem bei den Nichtnutzern recht geringen Anzahl an auswertbaren Fragebögen sind die Ergebnisse orientierend zu werten.

Als weitere Evaluationskomponente wurde den E-Learning-Nutzern zudem direkt im Anschluss an Übungsmodule ein Online-Fragebogen präsentiert, welcher hauptsächlich die Zufriedenheit bezüglich der technischen Umsetzung und Übersichtlichkeit/Bedienbarkeit hinterfragte. So liegen aus dem Sommersemester 2005 62 Online-Evaluationen vor.

Erstmals im Wintersemester 2005/2006 erfolgte als Ersatz für die Papierfragebögen die Befragung der Studenten über das bewährte Onlinesystem ‚Tuevalon’ der medizinischen Fakultät Tübingen [5]. Hierbei wurden alle dem jeweiligen Semester zugehörigen Studenten per Email aufgefordert, einen Evaluationsbogen im Internet auszufüllen. Diese Befragungsart bietet den Vorteil, dass ein Student nur jeweils einen Bogen ausfüllen kann und somit die Ergebnisse repräsentativer sind. Zudem werden alle Studierenden, welche der Evaluation zustimmen, erreicht, und nicht nur die Besucher der Vorlesung.

Auf diese Weise wurden 246 Fragebogen-Einladungen verschickt, davon wurden insgesamt 106 ausgefüllt (Rücklaufquote von 43,1%).


Ergebnisse

Für die hier dargestellten Ergebnisse gehen die Daten des Wintersemesters 2004/2005, Sommersemesters 2005 und Wintersemesters 2005/2006 ein.

Beteiligung

Die E-Learning-Zielgruppe bestand pro Semester aus den etwa 300 Hörern der Vorlesung. Insgesamt etwa 45% dieser potentiellen Nutzer nahmen an mindestens einem Online-Fragenmodul teil (im Wintersemester 2004/2005 166 von 307 Studenten; im Sommersemester 2005 117 von 279, im Wintersemester 2005/2006 100 von 254). Von den teilnehmenden Studenten und Studentinnen wurde das Lernangebot intensiv genutzt. Mehr als die Hälfte der Nutzer bearbeitete 60% oder mehr aller angebotenen Module (Abbildung 3 [Abb. 3]).

Ergebnisse der Evaluation

Die hohe Beteiligung am freiwilligen Lernangebot und die durchschnittlich intensive Nutzung des Systems lassen sich durch die Ergebnisse der Evaluation erklären. So stimmten 95% der Teilnehmer der Aussage „Prinzipiell ist die Nachbereitung der Fragen mittels E-Learning sinnvoll“ zu. 88% der Befragten versprachen sich durch die Teilnahme einen Klausurvorteil, und mehr als 75% gehen davon aus, durch die Beantwortung der Fragen etwas gelernt zu haben. Keiner der Studenten gab an, das Online-Angebot als Ersatz für die Vorlesung zu verwenden. Entsprechende Beurteilung durch die Studierenden zeigt die Evaluation des Wintersemester 2005/2006 - die Studierenden vergaben dem E-Learning-System die Schulnote 1,8.

Interessanterweise sind mehr als 80% der Nichtteilnehmer der Ansicht, E-Learning sei prinzipiell sinnvoll, 74% würden sogar die Ergänzung weiterer Vorlesungen mit E-Learning begrüßen. Folgende Gründe wurden angegeben, warum die Studenten dennoch nicht das Lernangebot wahrnahmen: ein Fünftel der Befragten konnte für die Nutzung keine Zeit aufbringen, 28% lernen nicht gerne am Bildschirm und 45% bevorzugen Bücher zum Lernen. Allerdings sind nur 6% der Meinung, durch die Beantwortung der Fragen keinen Lernerfolg oder Klausurvorteil zu erzielen.

Bei der Befragung der Nutzer bezüglich der technischen Umsetzung, Bedienbarkeit und Menüführung zeigten sich gute Ergebnisse: 84% der Benutzer sind mit dem System zufrieden, nur 3% vergaben der technischen Umsetzung die Schulnote ‚mangelhaft’ oder ‚ungenügend’. Die Übersichtlichkeit der Menüführung wird von 76% als ‚gut’ oder ‚sehr gut’ eingestuft.

Vergleich der Klausurergebnisse

Es werden die Untergruppen E-Learning-Nutzer und E-Learning Nichtnutzer aus dem Gesamtkollektiv der Teilnehmer an den jeweiligen Abschlussklausuren verglichen. Um eine sinnvolle Einschätzung der Auswirkung von E-Learning auf die Prüfungsergebnisse zu erhalten, kamen nur diejenigen Nutzer, welche mindestens 75% der angebotenen Übungsmodule absolvierten (n=179), mit den konventionell Lernenden (n=457) zum Vergleich. Zudem wurde die Gruppe der unregelmäßigen Nutzer (n=47) mit Nutzung von weniger als 30% der Module untersucht.

Hierfür wurden nach statistischer Kontrolle die Datensätze aus dem Wintersemester 2004/2005, Sommersemester 2005 und Wintersemester 2005/2006 gesamt betrachtet.

Im Schnitt ist die Klausurnote der Prüflinge, welche häufig (≥75%) die vorlesungsbegleitenden Übungsfragen bearbeitet haben (Mittelwert 8,36, Standardabweichung 1,38), signifikant besser als die der herkömmlich Lernenden (M=7,99, SD=1,65): T=2,93; df=387; p=0,002; 95% KI 0,124–0,629.

Es zeigt sich im Vergleich mit der Nichtnutzergruppe kein statistischer Vorteil für diejenigen Nutzer, welche weniger als 30% der möglichen Module bearbeitet haben (M=8,18, SD=1,682): T=0,767; df=502; p=0,222; 95% KI -0,303–0,691.

Die Aufschlüsselung der Prüfungsergebnisse nach Noten (Abbildung 4 [Abb. 4]) zeigt weitere Unterschiede in den betrachteten Gruppen. So erzielen deutlich mehr regelmäßige Nutzer als Nichtnutzer die maximale Punktzahl ‚10’ (21,8% zu 16,2%). Ebenso ist der Anteil der Prüflinge, welche die Prüfung nicht bestanden haben (≤5 Punkte), bei den regelmäßigen Nutzern um etwa die Hälfte geringer als bei den herkömmlich Lernenden (3,9% zu 8,3%).


Diskussion

Bei der Annahme, die genutzen Internet-Lernmöglichkeiten verbesserten die Klausurleistung der Teilnehmer gilt zu beachten, dass den E-Learning-Nutzern eine durchschnittlich höhere Motivation und Lernbereitschaft zu unterstellen ist als den Nichtnutzern. So würden diese auch ohne Online-Fragen möglicherweise intensiver und häufiger lernen als die weniger motivierten Studenten. Dieser Effekt mag einen gewissen Anteil am erfolgreicheren Abschneiden der Nutzergruppe ausmachen. Dies soll beim Vorliegen weiterer Daten im Vergleich mit den langjährigen Klausurergebnissen der Semester ohne E-Learning-Möglichkeit untersucht werden.

Mangels Datenerhebung lassen sich die Nutzer- und Nichtnutzer-Gruppen in Bezug auf Alter, Computererfahrung oder Technikaffinität leider nicht weiter untersuchen, um die recht großen Prüfungsunterschiede zu erklären. Die technischen Voraussetzungen sind allerdings allen Studenten der Universität Tübingen gegeben. So stehen in ausreichender Zahl gut ausgestattete Computerarbeitsräume mit Internetzugang kostenlos zur Verfügung.

Die Tatsache, dass die eingestellten Übungsfragen und Lösungen den offiziellen Nichtnutzern von Kommilitonen per Email oder als Kopien zur Verfügung gestellt wurden und von diesen – vom E-Learning-System unbemerkt und somit nicht nachvollziehbar – bearbeitet wurden, reduziert zudem die Trennschärfe zwischen den Nutzern und Nichtnutzern. So gab knapp die Hälfte der befragten Nichtnutzer an, sich die eingestellten Fragen und Lösungen von Kommilitonen zu kopieren. Dieses Problem wird sich kaum lösen lassen - eine Unterbindung der Speicherung und Weitergabe der Daten ist technisch nicht sinnvoll realisierbar.

Die durchgeführten Umfragen und die rege freiwillige Beteiligung spiegeln das große Interesse an elektronischer Vorlesungsnachbereitung seitens der Studierenden wider, die eine Fortführung und Ausweitung des Online-Angebots wünschen.

Dabei soll E-Learning nur als ein Baustein des Lernprozesses verstanden werden - entscheidend ist die dadurch erzielte zeitnah an eine Vorlesung stattfindende erneute und wiederholende Beschäftigung mit dem Lernstoff.

In diesem Sinne ist die baldige Ergänzung weiterer Lehrveranstaltungen anderer Fachrichtungen der medizinischen Fakultät Tübingen um E-Learning geplant.


Literatur

1.
medCampus [Homepage im Internet]. Zugänglich unter: http://www.medcampus.de/
2.
Niegemann HM, Hessel S, Hochschaud-Mauel D, Aslanski K, Deimann M, Kreuzberger G. Kompendium E-Learning. Berlin Heidelberg: Springer; 2004. p. 19-47.
3.
e-teaching org. - Informationsangebot und Beratungswerkzeug für (tele-) mediale Hochschullehre [Homepage im Internet]. Tübingen. [Stand 11.05.2006]. Zugänglich unter: http://www.e-teaching.org/glossar/blended-learning
4.
Lehre an der Universitätsfrauenklinik Tübingen [Homepage im Internet]. [Stand 11.05.2006]. Zugänglich unter: http://www.uni-frauenklinik-tuebingen.de/lehre.html
5.
Habermehl D, Zrenner C. Mit "tuevalon" geht's ohne Papier. Tübinger Mediziner evaluieren per Internet - Preise für die besten Dozenten. attempto! Forum der Universität Tübingen 2005;18.