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Häufig haben Studierende der Humanmedizin Probleme, die medizinische Relevanz grundlagenwissenschaftlicher Fächer wie der Biochemie im vorklinischen Studienabschnitt für das Studium und ihren zukünftigen Beruf zu erkennen (eigene Beobachtung sowie aus Diskussionen mit anderen Lehrenden aus der Vorklinik). Dadurch ist die Motivation, sich mit den Lerninhalten zu beschäftigen, häufig gering ausgeprägt, was zu einer nicht zufriedenstellenden Lernatmosphäre in den Lehrveranstaltungen führt. Zudem ist der Unterricht häufig auf das Erlernen von Fakten beschränkt und weder Studierenden- noch kompetenzorientiert.

Das „Integriertes Seminar nach § 2, Abs. 2 ÄAppO“ ist eine Pflichtveranstaltung für alle Studierenden der Humanmedizin im vorklinischen Studienabschnitt. Das Institut für Biochemie und Molekulare Biologie der Universität Ulm verantwortet dabei einen von sieben Themenblöcken mit dem Thema „Pathobiochemie II: Vom Gen zum Protein“, welcher im zweiten Semester stattfindet. Pro Semester werden 16 Gruppen mit jeweils ca. 20 Studierenden durch je einen Dozierenden unterrichtet. Die Präsenzphase erstreckt sich über zwei Termine à vier Zeitstunden.

Die Auswertung der offiziellen Evaluationsbögen der Medizinischen Fakultät aus dem Jahr 2015 ergab, dass ein Großteil der Studierenden mit dem Seminar nicht zufrieden war und in diversen Bereichen einen Optimierungsbedarf bestand. So sahen beispielsweise ca. 25% der Studierenden einen Optimierungsbedarf im Bereich Methodik und Didaktik. Durch die Einführung eines neuen Lehrkonzepts könnte diesem Mangel begegnet werden. Ein mögliches Lehrkonzept, welches sich hier anbietet, stellt die Inverted Classroom (IC)-Methode [15] dar, die mittlerweile in ersten Studien als lernförderlich eingestuft wurde [1], [20]. Die IC-Methode wurde bereits erfolgreich im Medizinstudium [3], [11], [19], [25], [29], [31], sowie in der Zahnmedizin [2], Pharmazie [6], [17], [22], Pflege [5], [18] und weiteren Gesundheitsberufen eingesetzt [7], [16]. Die Methode wird von einigen führenden Wissenschaftlern und Institutionen als sinnvoller Ansatz für die Ausbildung in den Gesundheitsberufen [23], [32], im Horizon Report 2014 sogar als eine der wichtigsten lehr- und lerntechnologischen Entwicklungen [13] beschrieben. Bei dieser Methode erfolgt in einer Selbstlernphase zunächst die autodidaktische Aneignung eines bestimmten Stoffgebiets. In der nachfolgenden Präsenzphase kommt es zur Anwendung dieses Stoffes, wobei das passive in ein aktives Wissen transferiert wird und dabei höhere Lernniveaus erreicht werden können. Verschiedene Studien konnten bereits nachweisen, dass sich die Motivation von Studierenden durch den Einsatz der IC-Methode steigern lässt [9]. Insbesondere zeigt eine Studie aus der Biochemie, dass Studierende mit der Stoffvermittlung von biochemischen Inhalten durch die IC-Methode zufriedener als im Vergleich zu traditionellen Lehrmethoden waren [21], [23]. Eine Publikation des Ausschusses „Neue Medien“ der GMA hat bereits Leitlinien für den Einsatz der IC-Methode im Studium der Humanmedizin erstellt [30].

Aus den Evaluationsbögen des Jahres 2015 wurde weiterhin ersichtlich, dass gut 30% der Studierenden einen Optimierungsbedarf hinsichtlich der Inhalte des Seminars sahen, da sie die medizinische Relevanz der Lehrinhalte nicht erkannten. Dies steht im Einklang mit dem erst kürzlich veröffentlichten Masterplan Medizinstudium 2020, der unter anderem eine frühe Einbindung klinischer Sachverhalte sowie eine stärker kompetenzorientierte Ausbildung im Medizinstudium vorsieht [https://www.bmbf.de/de/masterplan-medizinstudium-2020-4024.html]. Durch den Einsatz der IC-Methode ergeben sich in der Präsenzphase zeitliche Freiräume, in welchen zusätzliche kommunikative Kompetenzen anhand von klinisch-wissenschaftlichen Fällen vermittelt werden können. Auch erlauben diese Freiräume den Einsatz weiterer didaktischer Methoden, welche die aktive Mitarbeit der Studierenden fördern und so ein stärkerer Transfer von passivem in aktives Wissen geschaffen werden kann. Weiterhin sollten die Inhalte und die damit einhergehende medizinische Relevanz durch eine Definition von klaren Lernzielen nach dem nationalen kompetenzbasierten Lernzielkatalog Medizin (NKLM) [http://www.nklm.de] transparent gemacht werden.

Allerdings gibt es zu Einsatz und Wirksamkeit der IC-Methode im vorklinischen Studienabschnitt, das Fach Biochemie eingeschlossen, bisher sehr wenige Erkenntnisse. Aufgrund dessen sollte in dieser Studie die IC-Methode im oben eingeführten Integrierten Seminar: „Pathobiochemie II: Vom Gen zum Protein“ eingesetzt und deren Erfolg gemessen werden.

Diese explorative Feldstudie hatte folgende Fragestellungen:

1.

Kann die Motivation und Zufriedenheit Studierender der Humanmedizin durch Einsatz der E-Learning unterstützten IC-Methode im Biochemie-Seminar im zweiten vorklinischen Semesters erhöht werden?

2.

Wird die IC-Methode im Biochemie-Seminar des zweiten vorklinischen Semesters Humanmedizin von den Studierenden akzeptiert?

3.

Kommt es durch den Einsatz der IC- im Vergleich zur traditionellen Lehrmethode im Biochemie-Seminar des zweiten vorklinischen Semesters Humanmedizin zu einer Erhöhung des Lernerfolgs?

4.

Wie lässt sich eine Biochemie Lehrveranstaltung im zweiten vorklinischen Semester nach der IC-Methode konzeptionieren und erfolgreich durchführen?

5.

Was ist der Mehrwert der IC-Methode im Vergleich zu herkömmlichen Lehrmethoden im zweiten vorklinischen Semester?

Die Teilnehmer der Studie bestanden aus der Kohorte Studierender der Humanmedizin des zweiten Fachsemesters im Sommersemester 2016 an der Universität Ulm. Die Kohorte umfasste insgesamt 341 Studierende, wobei nicht alle Studierende an allen freiwilligen Evaluationen oder Tests teilnahmen.

In Ulm werden die Studierenden grundsätzlich im Studiendekanat der Medizinischen Fakultät in Gruppen eingeteilt ohne dass die Lehrenden darauf Einfluss nehmen können. Die Einteilung geschieht überwiegend nach dem Zufallsprinzip, wobei einige wenige Studierende die Gruppen wechseln, um an Wahlfächern teilnehmen zu können. Somit wurden zufällig 14 Gruppen mit 299 Studierenden der traditionellen Kontrollgruppe und 2 Gruppen mit 42 Studierenden der IC-Interventionsgruppe zugeteilt. Alle Gruppen wurden von erfahrenen Dozierenden unterrichtet (Details siehe unten).

An der Evaluation über den allgemeinen Bogen der Medizinischen Fakultät nahmen insgesamt 220 Studierende teil. Davon gehörten 32 Studierende der IC-Interventions- und 188 der traditionellen Kontrollgruppe an. An der speziellen Evaluation der IC-Lehrveranstaltung nahmen 42, an der Evaluation der Lehrfilme 112 Studierende (Kontrollgruppe: n=72; IC-Gruppe: n=40) teil. Am Wissenstest innerhalb der IC-Gruppe nahmen insgesamt bis zu 42 Studierende teil. Die Ergebnisse aller Teilnehmer an der abschließenden Biochemie-Klausur wurden (Kontrollgruppe: n=299; IC-Gruppe: n=40) ausgewertet.

Das Vorhaben wurde der Ethikkommission der Universität Ulm zur Bewertung vorgelegt. Ein offizieller Antrag wurde als nicht notwendig erachtet. Die Anonymität aller Daten wurde zu jedem Zeitpunkt gewährleistet.

Es wurden zwei IC-Interventionsgruppen mit insgesamt 42 Studierenden nach der E-Learning unterstützten IC-Methode unterrichtet. Diese IC-Interventionsgruppen wurden durch eine erfahrene Biochemie-Dozierende (S.J. K.) unterrichtet, die die IC-Methode inklusive der Vermittlung der kompetenzbasierten Lernziele erstmalig durchführte. Weitere 14 Kontrollgruppen (n=299) wurden nach dem ursprünglichen traditionellen Lehrkonzept unterrichtet. Die traditionellen Kontrollgruppen wurden durch größtenteils erfahrene Dozierende (u.a. M.K.) unterrichtet, die mit dem Inhalt und der Durchführung des Seminars vertraut waren.

Der vergleichende Ablauf der Seminarveranstaltungen nach der traditionellen und der IC-Lehrmethode sind in Abbildung 1 [Abb. 1] dargestellt. Details des Ablaufs und der Lehrinhalte sind im Anhang 1 [Anh. 1] dargestellt.

Alle Illustrationen wurden mit dem Zeichenprogramm Adobe Illustrator erstellt. Mit dem Programmen Keynote und Camtasia wurden drei Lehrfilme mit einer Dauer von jeweils ca. 10 Minuten erstellt. Der erste Lehrfilm vermittelte die biochemischen Grundlagen zur Proteinbiosynthese. Der zweite Lehrfilm stellte die Proteinbiosynthese ins raue endoplasmatische Retikulum und den nachfolgenden Vesikeltransport vor. Der dritte Film behandelte Aufbau und Bildung der Kollagentripelhelix und -fibrille. Die optimierten Lehrfilme zum Seminar können über das Institut für Biochemie und Molekulare Biologie, Universität Ulm, bezogen werden. Zur Selbstlernkontrolle wurden zu jedem Film drei Verständnisfragen erstellt (siehe Anhang 1 [Anh. 1], Selbstlernaufgaben).

Bei der hier vorgestellten Lehrveranstaltung handelt es sich um ein Seminar im zweiten Fachsemester, in welchem die Inhalte des Vorlesungsstoffs aus dem ersten Fachsemester vertieft und angewendet werden. Die Lernziele umfassen theoretische und methodische Inhalte sowie klinische Bezüge in Form von beispielsweise Krankheitsbildern. Dabei werden die Themengebiete Aminosäuren, Proteine, Enzyme, Topobiochemie (Zellbiologie) und Molekularbiologie abgedeckt. Die Lernziele wurden im ersten Fachsemester über die Lernplattform Moodle allen Studierenden zur Verfügung gestellt (exemplarische Lernziele zum Thema Aminosäuren und Proteine siehe Anhang 1 [Anh. 1], Lernziele).

Die Studierenden der IC-Interventionsgruppen erhielten zusätzlich zu den genannten Lernzielen aus dem ersten Semester über Moodle eine Seminarbeschreibung. Diese enthielt eine Kurzbeschreibung und neben den inhaltlichen biochemischen Lernzielen auch zusätzliche fachübergreifende kompetenzorientierte Lernziele wie die Kommunikation im Team, in mündlichen Prüfungen und in Gesprächen mit Fachkollegen und Laien (siehe Anhang 1 [Anh. 1], Seminarbeschreibung). Auch der Zeitaufwand sowie die mitzubringenden Materialien waren darin aufgeführt. Die inhaltlichen biochemischen Lernziele für die IC-Interventionsgruppen weichten dabei nicht von denen für die Kontrollgruppe ab, die Ziele wurden lediglich in der Seminarbeschreibung nochmals gekürzt dargestellt. Demgegenüber wurden die kompetenzorientierten Lernziele ausschließlich für die IC-Interventionsgruppen formuliert, da die dafür notwendigen Freiräume nur bei diesen Gruppen vorlagen.

Die IC-Interventionsgruppen erhielten die Materialien über die E-Learning Plattform Moodle der Medizinischen Fakultät Ulm entsprechend VOR den Präsenzeinheiten mit einer genauen Anleitung, bis zu welchem Termin welche Materialien durchgearbeitet sein sollten. Die traditionell unterrichteten Kontrollgruppen erhielten die Materialien NACH ihren Präsenzeinheiten, damit sie bezüglich der abschließenden Biochemie-Klausur nicht benachteiligt waren.

Evaluation des Lehrkonzepts

Sowohl die traditionellen, als auch IC-Gruppen hatten die Möglichkeit zur Evaluation über den offiziellen Evaluationsbogen der Medizinischen Fakultät Ulm (siehe Anhang 1 [Anh. 1], Evaluationsbögen). Im Anschluss an die jeweilige Lehrveranstaltung war es den Studierenden hierbei möglich, über einen Zeitraum von drei Wochen die besuchte Lehrveranstaltung online (Evaluationssystem EvaSys) über die studentische Lernplattform Moodle zu evaluieren. Der dabei eingesetzte Fragebogen wurde in Anlehnung an Rindermann konzipiert [26]. Eine Frage in diesem Evaluationsbogen diente zur Unterscheidung zwischen Studierenden der traditionellen versus IC-Gruppen. Weiterhin wurden Fragen zu Organisation, Struktur und Aufbau der Lehrveranstaltung, Lernzielen und -inhalten der Lehrveranstaltung sowie zum Engagement der Dozierenden und zur didaktischen Umsetzung gestellt. Diese Fragen wurden auf einer Likert-Skala von 1 (trifft gar nicht zu) bis 6 (trifft vollkommen zu) bewertet. Auch konnten die Studierenden über den Optimierungsbedarf der Veranstaltung in Bezug auf Organisation/Aufbau/Struktur, Methodik/Didaktik sowie Veranstaltungsinhalte abstimmen (Mehrfachnennungen waren möglich). Weiterhin konnte der Veranstaltung eine Schulnote gegeben werden. An dieser freiwilligen Umfrage nahmen 188 (traditionelle Kontrollgruppe) und 32 (IC-Interventionsgruppe) Studierenden teil.

Neben dem offiziellen Evaluationsverfahren der Medizinischen Fakultät wurde die IC-Lehrveranstaltung über einen eigens konzipierten Fragebogen (siehe Anhang 1 [Anh. 1], Evaluationsbögen) evaluiert, der als Papierversion in der Präsenzphase II an die IC-Gruppen ausgegeben wurde. Dieser Fragebogen wurde von S.J.K. in enger Absprache mit M.K. und M.F. erstellt. Er enthielt zwei Fragen zur Vorbereitung auf die Präsenzphasen, die mit ja/nein zu beantworten waren. Zudem umfasste der Fragebogen 13 Fragen, die auf einer Likert-Skala von 1 (trifft vollkommen zu) bis 5 (trifft überhaupt nicht zu) bewertet wurden. Für die Darstellung in den hier gezeigten Tabellen wurde die Likert-Skala umgekehrt. Die Fragen bezogen sich auf:

1.

die Motivierung durch die Präsenzphase O (eine Frage),

2.

den Aufbau der und die Motivierung durch die Vorbereitungsmateralien (vier Fragen),

3.

die Abstimmung von Selbstlern- und Präsenzphasen (eine Frage),

4.

die Relevanz, die Motivierung und die Interessenssteigerung (vier Fragen),

5.

die Prüfungs- und Kompetenztrainings (zwei Fragen) und

6.

eine Einschätzung zur Nachbereitungszeit (eine Frage).

Weiterhin bestand die Möglichkeit zur Vergabe einer Schulnote sowie zur Eingabe von Freitexten für Lob und Kritik zur Veranstaltung.

Evaluation der Lehrfilme

Zur Bewertung der Lehrfilme wurde ein Fragebogen für die traditionelle, ein weiterer für die IC-Gruppe erstellt (siehe Anhang 1 [Anh. 1], Evaluationsbögen). Diese Fragebögen wurden von S.J.K. in enger Absprache mit M.K., M.F. und O.K. erstellt. Die IC-Gruppen erhielten diesen in Papierformat in Präsenzphase II, die traditionellen Gruppen online, indem die Studierenden per E-Mail angeschrieben wurden und via Link die Umfrage online über die Evaluationsplattform EvaSys aufgerufen werden konnte.

Ermittlung des Lernerfolgs

Um den Wissenserwerb der IC- als auch der Kontrollgruppe zu überprüfen, wurden alle Fragen der offiziellen Biochemie-Klausur ausgewertet. In einem zweiten Schritt wurden nur jene acht Fragen ausgewertet, die inhaltlich mit den Seminarinhalten korrelierten. Um speziell den Wissenserwerb der IC-Gruppe zu testen, wurde ein formativer, schriftlicher und anonymisierter Test aus (Fall-basierten) MC (multiple choice)-Fragen (siehe Anhang 1 [Anh. 1], Wissentest) zu Beginn der Präsenzphase O als auch am Ende der Präsenzphase II durchgeführt.

Evaluation des IC-Lehrkonzepts

Zur Optimierung des Kurses für kommende Semester wurde der offizielle Evaluationsbogen der Medizinischen Fakultät Ulm aus der IC-Gruppe qualitativ ausgewertet. Die am häufigsten genannten Sachverhalte sind im Ergebnisteil dargestellt. Zudem wurden die positiven wie auch negativen Aussagen quantifiziert. Kommentare, die positive wie auch negative Aussagen enthielten, wurden als positiv und negativ, also doppelt, gezählt.

Weiterhin wurde nach dem Seminar mit den Teilnehmern der IC-Gruppe eine Umfrage per E-Mail durchgeführt mit der Frage, was die Studierenden dazu motivierte, sich auf die Präsenzphasen vorzubereiten. Die Aussagen hierzu wurden qualitativ ausgewertet, indem sie kategorisiert wurden.

Evaluation der Lehrfilme

Die Freitexte der Fragebögen zur Bewertung der Lehrfilme wurden von der traditionellen und der IC-Gruppe qualitativ ausgewertet. Die positiven wie auch negativen Aussagen wurden quantifiziert. Kommentare, die sowohl positive als auch negative Aussagen enthielten, wurden als positiv und negativ, also doppelt, gezählt.

Als statistische Tests wurden der parameterfreie Wilcoxon-Mann-Whitney Rangsummentest (Wissenstest, offizielle Biochemie-Klausur) und der t-Test bei unabhängigen Stichproben (offizieller Evaluationsbogen) angewendet. Bei den Fragen nach dem Optimierungsbedarf (ja/nein-Fragen) wurde ein Chi-Quadrat-Test (offizieller Evaluationsbogen) verwendet.

Um einen Vergleich der beiden angewandten Lehrkonzepte zu ermöglichen, hatten alle Studierenden im Nachgang der Veranstaltung die Möglichkeit, das Seminar elektronisch mit Hilfe des offiziellen Evaluationsbogens der Medizinischen Fakultät Ulm zu evaluieren. Beide Gruppen erhielten identische Evaluationsfragen.

Aus dieser Evaluation geht hervor, dass Studierende der traditionellen Gruppe bei der Frage nach der Gesamtbewertung der Veranstaltung eine durchschnittliche Schulnote von 2,96 (Standardabweichung SD=0,80), die der IC-Gruppe eine Durchschnittsnote von 1,53 (Standardabweichung SD=1.29) vergaben, wobei der Unterschied mit einem p-Wert von p<0,001 hoch signifikant ist. Auch in allen weiteren untersuchten Items schnitt die IC-Methode mit p<0,001 signifikant besser ab (siehe Abbildung 2 [Abb. 2]; siehe Anhang 1 [Anh. 1]). Hervorzuheben sind dabei insbesondere die Feststellung der Relevanz der Lerninhalte (siehe Abbildung 2 [Abb. 2], Punkt B) sowie die Motivation der Studierenden, sich aktiv mit den Lerninhalten auseinander zu setzen (siehe Abbildung 2 [Abb. 2], Punkt C). Weiterhin bewertete die IC-Interventionsgruppe die eher Methoden-unabhängigen Items wie die Transparenz der Lernziele (siehe Abbildung 2 [Abb. 2], Punkt B), die Vermittlung der Lerninhalte durch die Lehrenden (siehe Abbildung 2 [Abb. 2], Punkt C) sowie die anschauliche Gestaltung des Unterrichts durch die Lehrenden (siehe Abbildung 2 [Abb. 2], Punkt C) signifikant besser als die traditionell unterrichtete Kontrollstudierendengruppe.

Bei der Befragung über den Optimierungsbedarf wurde der Unterschied zwischen den Studierenden aus der traditionellen und der IC-Gruppe sehr deutlich. Hervorzuheben ist das Item „Methodik und Didaktik“. Während hier 43% der Studierenden aus der traditionellen Gruppe einen Verbesserungsbedarf sahen, traf dies nur auf 9% der Studierenden aus der IC-Gruppe zu (siehe Abbildung 2 [Abb. 2], Punkt D).

Aus den Evaluationen der IC-Lehrveranstaltung wird ersichtlich, dass die Studierenden der für sie neuartigen IC-Lehrmethode eine große Akzeptanz entgegenbrachten (siehe Tabelle 1 [Tab. 1]).

Die Studierenden vergaben bei der Frage nach der Gesamtbewertung der Lehrveranstaltung eine Schulnote von 1,47 (N=37; Standardabweichung: 0,64). Zudem erklärten 95% der Studierenden, sich auf Präsenzphase I und 85% auf Präsenzphase II vorbereitet zu haben. Insgesamt waren die Studierenden mit den Vorbereitungsmaterialien zufrieden, sie empfanden diese als strukturiert, vom Umfang angemessen und lernmotivierend (siehe Tabelle 1 [Tab. 1]). Zudem sahen die Studierenden der IC-Gruppe einen Vorteil der IC-Methode bezüglich der Nachbearbeitungszeit der Veranstaltung (siehe Tabelle 1 [Tab. 1]).

Außerdem zeigte sich, dass die Studierenden die Veranstaltungsinhalte für ihr Medizinstudium als relevant erachteten und ihr Interesse an der Biochemie gesteigert wurde (siehe Tabelle 1 [Tab. 1]). Weiterhin erkannten die Studierenden, dass durch die IC-Methode Freiräume geschaffen wurden, um zusätzliche kommunikative Kompetenzen wie das Arbeiten im Team und die Diskussion mit Fachkollegen oder Fachfremden zu trainieren (siehe Tabelle 1 [Tab. 1]). Auch fühlten sich die Studierenden der IC-Gruppe gut auf anstehende Prüfungen vorbereitet (siehe Tabelle 1 [Tab. 1]).

Um die Veranstaltung nach der IC-Methode für die kommenden Jahrgänge zu optimieren, wurden auch die Freitexte aller Evaluationsbögen der IC-Gruppe qualitativ ausgewertet. Die Studierenden gaben an, dass die IC-Methode für die Prüfungsvorbereitung, die Vertiefung und Wiederholung des Stoffes, die Klärung von Fragen sowie der Aufrechterhaltung der Konzentration sehr nützlich sei. Hier einige exemplarische Freitextausschnitte:

„Das Seminar ist sehr gut zur Prüfungsvorbereitung geeignet.“

„Die Lehrvideos sind sehr hilfreich und wären auch für andere Themen oder Fächer sehr nützlich.“

„Da man sehr viel Stoff wiederholt hat, indem man selbst arbeiten musste, blieb vieles bereits während des Seminars im Gedächtnis.“

„Einige Fragen, die nach der Vorlesung eventuell noch offen waren, konnten auch erfolgreich geklärt werden.“

„Dank der wechselnden Aufgaben, war auch die Konzentration über die vier Stunden problemlos möglich.“

„Tolles Konzept, Vorbereitungsmaterial zur Verfügung zu stellen, um während des Seminars Inhalte vertiefen zu können und einen Ansprechpartner für nicht klärbare Fragen zu haben!! Bitte unbedingt ausbauen....“

Einige Studierenden führten auch negative Punkte auf, wobei sich diese hauptsächlich auf die Verankerung des Seminars im Stundenplan sowie die aktivierenden Einheiten in der Präsenzphase bezogen:

„Zeitraum und die Dauer sind verbesserungswürdig.“

„Am wenigsten habe ich von den Präsentationen anderer Studierender profitiert.“

„Die Phase, in der wir Prüfungssimulation hatten, hätte das einmal gereicht. Ich fand das dreimal ein bisschen zu lange.“

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass bei einer Gesamtzahl von 51 Kommentaren die positiven Kommentare mit einer Anzahl von 33 überwogen. Dahingegen lagen 26 negative Aussagen beziehungsweise Kommentare mit weiteren Verbesserungsvorschlägen vor.

Es zeigte sich, dass alle Studierenden der IC-Interventionsgruppe, welche den Fragebogen abgegeben haben (N=41), angaben, die Lehrfilme vor der Präsenzphase angesehen zu haben. Ebenso gaben 100% der Studierenden aus der IC-Gruppe (N=41; zu beachten ist hier, dass ein Evaluationsbogen nicht abgegeben wurde) an, die Lehrfilme als hilfreich zur Vorbereitung auf die Präsenzphasen empfunden zu haben. Auch alle Studierenden der traditionell unterrichteten Kontrollgruppe (N=72) hätten diese als hilfreich empfunden. Alle an der Evaluation teilgenommenen Studierenden würden sich diese Art der Lehrfilme ebenfalls für andere Lehrveranstaltungen ansehen (N=113). Die Studierenden vergaben den drei Lehrfilmen im Schnitt eine Schulnote von 1,38 (N=108).

Alle Studierenden empfanden die Lerninhalte in den Lehrfilmen als gut strukturiert, verständlich und vom inhaltlichen Niveau angemessen (siehe Tabelle 2 [Tab. 2]).

Da die bestehenden Lehrfilme zukünftig optimiert und weitere Biochemie-Lehrfilme entwickelt werden sollen, wurden auch die Freitexte aus den Evaluationsbögen zu den Lehrfilmen qualitativ ausgewertet. Als besonders hilfreich an den Lehrfilmen empfanden die Studierenden die Visualisierung komplizierter Zusammenhänge und die vielseitige Anwendungsmöglichkeit der Filme sowohl für die Neu-Aneignung wie auch Wiederholung eines Stoffgebiets. Hier einige exemplarische positive Aussagen zu den Lehrfilmen:

„Sehr gute Lehrfilme, die die Inhalte auf angenehme Art und Weise vermitteln.“

„... Visualisierung von komplizierten Prozessen auf einfache, nachvollziehbare Weise ist hervorragend.“

„Sie sind gut strukturiert aufgebaut und von der Stofffülle sehr angemessen.“

„Die Erklärungen sind perfekt, da sie das Wesentliche kurz und bündig darstellen, die Animationen dazu erleichtern einem, es sich bildlich vorzustellen. Einfach klasse!!!“

„Sie sind sowohl geeignet, um sich das Wissen neu anzueignen, als auch um schon Gelerntes zu wiederholen.“

Insgesamt 50 Studierende führten durchweg positive Kommentare zu den Lehrvideos auf.

Der am häufigsten genannte negative Aspekt war das Sprechtempo. Einige Studierende hätten sich ein schnelleres Sprechtempo gewünscht. Insgesamt 20 Studierende formulierten Optimierungsvorschläge zu den Lehrfilmen, wobei die meisten Studierenden die grundsätzliche Idee jedoch sehr gut fanden.

Aufgrund der hohen Anzahl an Studierenden der IC-Gruppe, die vorbereitet in die Präsenzphasen kamen, wurde nach dem Seminar eine qualitative E-Mail-Umfrage unter diesen 42 Teilnehmern der IC-Interventionsgruppe durchgeführt, um in Erfahrung zu bringen, was die Studierenden dazu motivierte, sich auf die Präsenzphasen vorzubereiten. Insgesamt nahmen zehn Studierende an der freiwilligen Umfrage teil, wobei an dieser Stelle nur die am häufigsten genannten Punkte aufgelistet sind:

• die Vorbereitung durch die qualitativ guten und kurz gehaltenen Lehrfilme und Selbstlernkontrollaufgaben (n=8)
• das Vortreffen (Präsenzphase 0), in welchem die Notwendigkeit der Vorbereitung, das „Warum“ der Neukonzeptionierung sowie Organisation und Ablauf des Seminars erläutert wurden (n=7)
• die hohe Motivation der Dozierenden (n=5)
• das Durchnehmen von prüfungsrelevantem Stoff (n=3)

Um zu ermitteln, ob neben Motivation und Zufriedenheit der Studierenden der IC-Interventionsgruppe auch ein Anstieg des Lernerfolgs zwischen Beginn und Ende der Veranstaltung zu verzeichnen war, wurde mit der IC-Gruppe ein Wissenstest durchgeführt, der zu Beginn, also in Präsenzphase 0 und somit vor Selbstlernphase I, sowie zum Ende der Lehrveranstaltung stattfand. In diesem Test wurden neben der üblichen MC-Fragen vom Typ A_pos und A_neg auch MC-Fragen vom Typ K_prim und PickN sowie Fall-basierte Fragen mit klinischer Relevanz gestellt, was einerseits ein Umdenken zu den sonst gewohnten MC-Fragen als auch eine Anwendung von biochemischen Grundlagen auf klinische Sachverhalte erforderte. Darüber hinaus wurden Kompetenzebene 1 (Faktenwissen) und 2 (Begründungs- oder Handlungswissen) aus den NKLM abgefragt. Dieser Test zeigte, dass die Studierenden der IC-Gruppe einen signifikanten Wissenserwerb gleichermaßen auf beiden Kompetenzebenen erfuhren (siehe Abbildung 3 [Abb. 3]). Weiterhin fällt auf, dass die Studierenden bereits zum Zeitpunkt 0 gut mit den MC-Fragen des Typs Typ A_pos zurechtkamen, diese also überwiegend korrekt beantworteten. Dem gegenüber war insbesondere bei den anderen Fragetypen ein signifikanter Wissenserwerb zu verzeichnen.

Im kommenden Schritt wurde untersucht, ob die Studierenden der IC-Interventionsgruppe im Vergleich zu denen der traditionellen Kontrollgruppe einen Unterschied im Lernerfolg verzeichnen konnten. Dafür wurden die Ergebnisse der offiziellen Biochemie-Klausur, die zwei Wochen nach dem Integrierten Seminar stattfand, ausgewertet. Diese schriftliche Biochemie-Klausur bestand aus 20 multiple choice (MC)-Fragen vom Typ A_pos und A_neg, die Wissen überwiegend auf der NKLM Kompetenzebene 1 abfragten.

Zunächst wurde das Ergebnis aller Fragen ausgewertet. Hierbei zeigte sich, dass die Studierenden der traditionellen Kontroll- wie auch die der IC-Gruppe im Schnitt 13,1 von 20 möglichen Punkte erreichten (Kontrollgruppe: n=299, Standwartabweichung: 2,8; IC-Gruppe: n=40, Standwartabweichung: 3,0), womit kein Unterschied im Wissenserwerb zu verzeichnen war.

Acht aus diesen 20 Fragen waren thematisch an die Inhalte des Integrierten Seminars angelehnt und konnten alleine durch die Teilnahme des Integrierten Seminars beantwortet werden. Um nun den Lernerfolg aus dem Integrierten Seminar zu messen, wurden im Folgenden ausschließlich die Ergebnisse dieser acht Fragen analysiert. Diese Analyse ergab, dass die Studierenden der IC-Gruppe durchschnittlich 5,07 Punkte von möglichen 8 Punkten erreichten (n=40; Standwartabweichung: 1,49), die Studierenden der traditionellen Gruppe im Durchschnitt 5,05 Punkte (n=299; Standwartabweichung: 1,55), was keinen signifikanten Unterschied ausmachte.

Demnach konnten die Studierenden beider Gruppen einen gleich guten Lernerfolg bezogen auf die Beantwortung von MC-Fragen für das Fach Biochemie verzeichnen.

Die Daten aus unserer Studie zeigen, dass

1.

die Motivation und Zufriedenheit der Studierenden der Humanmedizin im zweiten Fachsemester durch Einsatz der E-Learning unterstützten IC-Methode im Biochemie-Seminar stark erhöht werden kann,

2.

die IC-Methode von Studierenden des zweiten vorklinischen Semesters Humanmedizin akzeptiert wird,

3.

sich der Lernerfolg in der Aneignung von biochemischen Inhalten zwischen den Studierenden der IC- und den der traditionellen Gruppe nicht signifikant unterscheidet,

4.

sich die IC-Methode mit einer guten Organisation, guten Vorbereitungsmaterialien sowie motivierten Dozierenden gut in einem Biochemie-Seminar im vorklinischen Studienabschnitt der Humanmedizin durchführen lässt.

5.

der Mehrwert der IC-Methode darin besteht, zusätzlich kompetenzorientierte Lernziele zu vermitteln.

Unsere Daten zeigen, dass Motivation und Zufriedenheit durch die IC-Methode stark erhöht wird. Dies stimmt mit den Erkenntnissen anderer Studien aus dem vorklinischen wie auch klinischen Studienabschnitt überein [3], [9], [21]. Wir konnten zudem darstellen, dass sich alle teilgenommenen Studierenden weitere Lehrfilme auch zu anderen Lehrveranstaltungen wünschen, was für eine hohe Zufriedenheit mit den in einer Selbstlernphase bereitgestellten Lehrfilmen spricht. Einen ähnlichen Effekt konnten auch Kiviniemi und Kollegen zeigen, in deren Studie 83% der Medizinstudierenden einen „blended learning“ Ansatz der reinen Präsenzlehre vorzogen [14]. In einem nächsten Schritt wäre es nun interessant, die IC-Methode sowohl auf alle Teilnehmer des Seminars als auch auf andere Veranstaltungen auszuweiten, um anschließend ebenso Motivation und Zufriedenheit zu ermitteln.

Die vorliegende Studie hat klar gezeigt, dass Studierende der Humanmedizin im zweiten Fachsemester eine große Akzeptanz gegenüber der IC-Methode im Biochemie-Seminar aufweisen.

Eine große Hürde für eine erfolgreiche Umsetzung der IC-Methode ist, die Studierenden dazu zu bringen, sich in der Selbstlernphase auf die Präsenzphase vorzubereiten. Um dies zu erreichen, liegt die Einführung eines Eingangstests nahe, dessen Bestehen die Voraussetzung für eine Teilnahme an der Präsenzphase sein kann. Ein Eingangstest wurde bei der Planung der Veranstaltung bewusst nicht integriert, da wir uns unserer Meinung nach vom Ziel, die Studierenden positiv zu motivieren und für das Fach Biochemie zu begeistern, weiter entfernen würden. In dieser Studie wurde auf eine Informationsveranstaltung (Präsenzphase 0) vor der eigentlichen Seminarveranstaltung gesetzt, in welcher den Studierenden der Hintergrund für die Umstellung der Veranstaltung basierend auf den Evaluationsergebnissen der vergangenen Jahre erläutert wurde. Neben der Vorstellung der Lehrfilme wurden die Studierenden auch darüber aufgeklärt, dass die Präsenzphasen nur effektiv genutzt werden könne, würden sie sich vorbereiten. Zu unserer Überraschung ergaben die Auswertungen der Evaluationsbögen, dass sich 85-95% der Studierenden auf die Präsenzphasen vorbereitet haben, was für eine erfolgreiche Umsetzung der IC-Methode spricht.

Um den Lernerfolg der Studierenden beider Gruppen im Vergleich zu messen, wurden die Ergebnisse aus der offiziellen Biochemieklausur, welche zwei Wochen nach dem Seminar stattfand, einerseits anhand aller, andererseits anhand von acht Seminar-relevanten Fragen verglichen. Hier konnten wir kein signifikant besseres Abschneiden der Studierenden aus der IC-Gruppe im Vergleich zu denen der Kontrollgruppe verzeichnen. Dies stimmt mit den Ergebnissen anderer Arbeitsgruppen überein, die ebenso keinen gesteigerten Wissenserwerb mit der IC-Methode im Vergleich zur traditionellen Lehrmethode zeigen konnten [12], [21]. Darüber hinaus ist dies in unserem Studiendesign jedoch nicht verwunderlich, da erstens der zeitliche Anteil des Seminars im Vergleich zur gesamten Lehr- und Lernzeit für das Fach Biochemie innerhalb von zwei Fachsemestern eher gering ist und zweitens auch die Kontrollgruppe die drei Lehrfilme zwar nach ihrem Seminar, jedoch aber vor der Klausur an die Hand bekommen haben. Dies war wichtig, um allen Studierenden eine gleiche Chance für ein erfolgreiches Abschneiden in der offiziellen Biochemie-Klausur zu gewährleisten. Die vergangenen Jahre haben zudem gezeigt, dass die Ulmer Studierenden der Humanmedizin im vorklinischen Studienabschnitt sehr gut auf das M1-Staatsexamen vorbereitet werden, da die IMPP-Ergebnisse im Bundesvergleich überdurchschnittlich gut sind. So haben im Jahr 2014 nur 4,7% (bundesweiter Durchschnitt: 7,8), im Jahr 2015 sogar nur 3,3% Studierende (bundesweiter Durchschnitt: 8,1) den schriftlichen Teil der M1-Staatsexamen nicht erfolgreich abgeschlossen. Für die Fachbereiche Chemie für Mediziner/Biochemie/Molekularbiologie lagen die erreichten Gesamtpunkte im Jahr 2014 im Durchschnitt bei 74,7 (bundesweiter Durchschnitt: 72,3), im Jahr 2015 durchschnittlich bei 78,7 (bundesweiter Durchschnitt: 75). Diese Daten zeigen, dass die Studierenden auch durch die traditionelle Lehrmethode im Seminar bereits sehr gut auf MC-Klausuren vorbereitet werden. Somit lässt sich schlussfolgern, dass das Niveau der Biochemie-Lehre an der Universität Ulm bereits so hoch ist, dass die IC-Methode in dieser kleinen Lehrveranstaltung nicht unmittelbar zu einer weiteren Steigerung des Wissenserwerbs hinsichtlich der Beantwortung von MC-Fragen beitragen konnte. Geplant ist die Ausweitung der IC-Methode auf weitere Biochemie Lehrveranstaltungen, so dass der Einfluss der Methode auf den Lernerfolg in einem größeren Ansatz untersucht werden kann.

Als zweiten Ansatz führten wir mit der IC-Interventionsgruppe einen Wissenstest durch, der einerseits vor und andererseits zum Ende des Seminars gestellt wurde. Hier konnte ein signifikanter Wissenserwerb auf beiden NKLM Kompetenzebenen 1 und 2 verzeichnet werden.

In der Summe zeigen beide Tests (offizielle Biochemie-Klausur, Wissenstest in der IC-Gruppe), dass die Studierenden aus der IC-Interventionsgruppe zum Bestehen einer MC-Klausur der traditionellen Gruppe weder im Vor- noch im Nachteil waren.

An dieser Stelle stellt sich die Frage, ob in diesem Kontext eine MC-Klausur überhaupt ein geeigneter Test für die Messung des Lernerfolgs darstellt. Bei unserer implementierten IC-Veranstaltung ging es vielmehr darum, den Studierenden in den Präsenzphasen zusätzliche Kompetenzen wie die Kommunikation im Team, in mündlichen Prüfungen sowie in Gesprächen mit Fachexperten und Laien zu vermitteln und nicht um den Erwerb weiterer inhaltlicher Themen oder die Vorbereitung auf MC-Fragen. Somit wäre es zukünftig sehr interessant festzustellen, ob Studierende der IC-Gruppe in diesen Kompetenzen besser abschneiden als die Studierenden der traditionellen Gruppe. Um die Kompetenz „Kommunikation in mündlichen Prüfungen“ zu messen, wäre es beispielsweise denkbar, standardarisierte mündliche Prüfungen abzuhalten, um daran anschließend die Ergebnisse der Studierenden aus der IC-Gruppe mit denen der Studierenden aus der traditionellen Gruppe zu vergleichen. Um die Kompetenz „Kommunikation mit einem Laien“ zu testen, wäre eine OSCE-Station mit einem standardisierten Patienten [4] denkbar. Auch muss an dieser Stelle aufgeführt werden, dass das Lösen von MC-Fragen zumeist konzeptuelles Wissen erfordert. Da im Rahmen der IC-Methode ein Fokus auf die Anwendung von Faktenwissen gelegt wird, wäre es zukünftig von Wichtigkeit, den Lernerfolg Studierender der traditionellen versus der IC-Lehrmethode zu vergleichen, indem das konditionale Wissen (Begründungswissen) abgefragt werden würde. Dies könnte unter anderem durch den Einsatz von Fall-basierten oder Problem-löse Fragen geschehen [27], [28].

Bei der Erstellung der Lehrfilme haben wir uns an die Richtlinien von Guo und Kollegen gehalten [8]. So achteten wir darauf, dass alle Filme eine Dauer von 10 Minuten nicht überschritten, komplexe biochemische Prozesse durch einfach gehaltene Illustrationen abgebildet wurden und nur die wichtigsten Begriffe schriftlich dargestellt waren. Anders wie von Guo und Kollegen empfohlen, wurde der Dozierende nicht eingeblendet, um den Fokus der Studierenden auf die Illustrationen und Begriffe zu lenken. Für die Sprecherfunktionen wählten wir einen Lehrverantwortlichen, der den Studierenden aus den Hauptvorlesungen bekannt war, um eine Wiedererkennung zu gewährleisten. Wir entschieden uns für ein Sprechtempo ähnlich des Vorlesungstempos. Wie die Evaluationen zeigten, schnitten die Lehrfilme sehr gut ab. Während einige Studierende das Tempo lobten, stimmte die Mehrzahl jedoch für ein schnelleres Tempo. Dies deckt sich mit den Ergebnissen von Guo und Kollegen, die herausgestellt haben, dass ein höheres Sprachtempo ein höheres Engagement der Zuschauer fördert [8]. Somit ist ein schnelleres Tempo zu empfehlen, wobei wir für die mitschreibenden Studierenden kein Problem sehen, da die Filme wiederholt angesehen werden können. Auch ist zu überdenken, ob zusätzlich die Folien der Filme bereitgestellt werden sollten, damit ein Mitschreiben und -zeichnen schneller durchgeführt werden kann.

Neben den eigens erstellten Lehrvideos haben wir den Studierenden auch Dokumentationsfilme über die drei klinischen Bilder zur Vorbereitung gegeben. Hier gaben die Studierenden an, von diesen wenig mitgenommen zu haben, da sie diese als nicht relevant erachteten. Aufgrund dessen empfehlen wir zukünftig, die Erstellung von eigenen Lehrvideos, die zugleich 100%ig mit den Inhalten der Präsenzphase abgestimmt sind.

Ein großer Vorteil der IC-Methode besteht darin, dass durch das Auslagern von Faktenwissen in die Selbstlernphase Freiräume in der Präsenzphase geschaffen werden, die anderweitig genutzt werden können. In der vorliegenden Studie wurden diese Freiräume dazu genutzt, um kompetenzbasierte Lernziele zu vermitteln. So wurde neben den biochemischen Lernzielen die Kommunikationskompetenz im Team, in mündlichen Prüfungen und in Gesprächen mit Fachkollegen oder Fachfremden (ärztliche Kommunikation) gestärkt (siehe Anhang 1 [Anh. 1], Seminarbeschreibung). Die Evaluationen bestätigen die Wahrnehmung dieser intendierten Lernziele bei den Studierenden der IC-Interventionsgruppe. Dem gegenüber wurden diese kompetenzorientierten Lernziele in der traditionellen Lehrveranstaltung nur bedingt oder gar nicht angestrebt, so dass die Phasen der studentischen Präsenz zum Faktenerwerb genutzt wurde/genutzt werden musste.

Die sehr gute Benotung der gesamten Lehrveranstaltung durch die IC-Interventionsgruppen belegen, dass die Studierenden der IC-Methode inklusive der gelehrten Inhalte zufrieden waren. Hinsichtlich des kürzlich veröffentlichten Masterplans 2020 für das Medizinstudium [https://www.bmbf.de/de/masterplan-medizinstudium-2020-4024.html] eröffnet die IC-Methode eine große Chance, die darin aufgeführte Stärkung der kompetenzorientierten Ausbildung wie der sozialen und kommunikativen Kompetenzen in die Lehrpraxis zu integrieren.

Die vorliegende Studie wird durch einige Faktoren limitiert. Eine Limitation stellt das inhomogene Dozententeam dar. Die traditionelle Studierendengruppe wurde durch ein Dozententeam unterrichtet, welches überwiegend aus erfahrenen Dozierenden bestand, die dieses Seminar in dieser Form schon einige Jahre hielten (12 von 14 Kontrollgruppen). Dieses Team wurde durch eine unerfahrene Dozierende komplementiert, die weder im Bereich Lehre, noch mit diesem speziellen Seminar Vorerfahrungen aufwies (2 von 14 Kontrollgruppen). Die IC-Gruppen (2 Gruppen) wurden durch eine Dozierende unterrichtet, die viel Lehrerfahrung aufwies. Da diese Dozierende dieses Seminar inklusive der drei klinischen Bilder jedoch erstmalig durchführte, war sie dem überwiegend erfahrenen Dozierendenteam der traditionellen Gruppen hinsichtlich des klinischen Kontextes im Nachteil. Darüber hinaus zeigte die Dozierende der IC-Interventionsgruppe eine hohe Motivation, welche sich auf die Studierenden, unabhängig von der Lehrmethode, übertragen haben könnte. Es ist jedoch festzuhalten, dass auch der Großteil des Dozententeams der traditionellen Kontrollgruppen motiviert war. Jedoch war uns im Vorfeld bereits bewusst, dass der erfolgreiche Einsatz einer neuen Lehrmethode dozentenabhängig ist [10]. Dies wurde auch durch die Studierenden in der E-Mailumfrage bestätigt, in welcher einige Studierende die hohe Motivation der Dozierenden als ein Grund für die Vorbereitung auf die Präsenzphasen angaben. Alles in allem jedoch spiegelt ein inhomogenes Dozententeam die Lehrwirklichkeit ohne künstliches Szenario wider.

Eine weitere Limitation der Studie waren die Räumlichkeiten. Da immer zwei Gruppen parallel unterrichtet wurden, wurden diese auch in unterschiedlichen Räumen unterrichtet. Somit fand das Seminar der zwei IC-Gruppen in einem Raum mit Tageslicht statt. Von den 14 Kontrollgruppen wurden acht in einem innen liegenden Raum ohne Tageslicht und sechs im gleichen Raum wie die IC-Gruppen unterrichtet. Ansonsten war Raumgestaltung und -ausstattung beider Räume ähnlich.

Als Limitation der Studie ist auch der Einsatz des Wissenstests mit ausschließlich der IC-Gruppe aufzuführen. Dies ist auf personelle Einschränkungen zurückzuführen. Der Wissenstests diente dazu, den Wissenserwerb der Studierende der IC-Interventionsgruppe hinsichtlich der NKLM Kompetenzebenen 1 und 2 zu messen, um auszuschließen, dass die Studierenden bei mangelnder Vorbereitung in der Selbstlernphase ggfs. gar keinen Zuwachs in biochemischem Wissen zu verzeichnen hatten. Aufgrund der Beteiligung aller Studiereden an der Selbstlernphase ist der positive Wissenszuwachs daher nicht überraschend.

Der Wissenserwerb im Vergleich (IC- versus Kontrollgruppe) wurde in dieser Studie durch die Analyse von gezielten Fragen der offiziellen Biochemie-Klausur durchgeführt. Hier wurde insbesondere die Aneignung biochemischen Wissens auf der NKLM Kompetenzebene 1 betrachtet. Wie oben schon aufgeführt, sollte ein Wissenstest vor und am Ende der Veranstaltung in einer zukünftigen Studie mit allen Studienteilnehmern durchgeführt werden.

Die hier durchgeführte Studie zeigt, dass die Akzeptanz für die Inverted Classroom-Methode unter Studierenden der Vorklinik im Biochemie-Seminar sehr hoch ausgeprägt ist. Als kritischer Parameter erwies sich im Rahmen einer qualitativen Evaluation, dass die Qualität der bereitgestellten Materialien hoch sein muss. Auch erscheint es wichtig, dass das Konzept den Studierenden ausführlich erläutert wird. Im Rahmen einer quantitativen Evaluation schnitt die Inverted Classroom-Methode in allen erhobenen Parametern durchweg signifikant besser als die traditionelle Lehrmethode ab. In dieser Studie konnten wir mit den eingesetzten Tests keinen erhöhten Wissenserwerb feststellen. Zukünftig wäre es sicherlich sinnvoll, dafür bessere Erfolgsmessinstrumente wie eine standardisierte mündliche Prüfung oder Problem-löse Aufgaben einzusetzen, um die zusätzlich erlernten kommunikativen Kompetenzen oder die Aneignung des konditionellen Wissens zu erfassen. Abschließend ist zu schlussfolgern, dass sich die IC-Methode als geeignete Strategie darstellt, um die im Masterplan 2020 [https://www.bmbf.de/de/masterplan-medizinstudium-2020-4024.html] veröffentlichte Kompetenzorientierung des Medizinstudiums bereits in der Vorklinik umzusetzen.

Das Projekt wurde von der Medizinischen Fakultät der Universität Ulm durch Mittel aus der Sonderlinie Medizin des Landes Baden-Württemberg, Deutschland, gefördert.

Die Autoren erklären, dass sie keine Interessenkonflikte im Zusammenhang mit diesem Artikel haben.