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Mit der Verbreitung neuer Medien zu Beginn des Millenniums erschienen vor allem mobile Tablets für den medizinischen Versorgungsalltag vielversprechend [1]. Verschiedene Studien haben seitdem zahlreiche positive Effekte ihres Einsatzes in klinischen Anwendungen aus Sicht des ärztlichen Personals und der Patientinnen und Patienten dokumentiert. Tablets erwiesen sich als hilfreich, um Informationszugang und Arbeitsabläufe zu verbessern, Dokumentationserfordernisse zu erleichtern und damit letztlich ärztliche Zeit für die Krankenversorgung zu gewinnen [2], [3], [4]. Auch das Lehren mit Tablets hat als effektives Instrument in der medizinischen Ausbildung Aufmerksamkeit erlangt. Studien deuten darauf hin, dass digitale Geräte eine Lerner-zentrierte Ausbildung fördern, indem sie Peer-Feedback, Wissensaustausch und Diskussionen erleichtern [5], die Teilnahmequote positiv beeinflussen [6] und hohe Zufriedenheit bei Studierenden hervorrufen [7]. Solch moderne Lehransätze könnten im Bereich der Radiologie von besonderem Interesse sein, da Medizinstudierende den Mangel an Kompetenzerwerb in klarer, strukturierter Bildbewertung und der radiologischen Befundinterpretation als eine der größten Schwächen ihres Medizinstudiums betrachten [8], [9]. Wir postulieren, dass es einen wesentlichen Unterschied zwischen der theoretischen radiologischen Ausbildung (deklaratives Wissen) und der praktischen Umsetzung der Bildinterpretation mit Navigation durch Patientendatensätze (prozedurales Wissen) gibt. Durch die Integration von Tablets in die radiologische Ausbildung können Studierende den Umgang mit Bildarchivierungs- und Kommunikationssystemen erlernen, was den Grad der Aufgabenauthentizität erhöht. Studierende sammeln praktische Lernerfahrungen, die die späteren beruflichen Anforderungen simulieren und der Komplexität im Bereich der Bildgebung gerecht werden. Trotz einiger Studien, die auf die potenziell positiven Auswirkungen Tablet-basierter Lehre hinweisen [10], [11], besteht immer noch ein Mangel an Evidenz zum Lernerfolg, da einige Studien wiederum keinen Unterschied zu konventionell unterrichteten radiologischen Kursen feststellen [12], [13].

Strukturierte Wissens- und Kompetenzvermittlung, die Verwendung geeigneter Lehr- und Lernmethoden sowie vielfältiger Medien-basierter Unterricht und die aktive Einbeziehung der Studierenden stellen Surrogatparameter für eine hohe didaktische Qualität dar [14]. Es besteht jedoch noch immer Informationsbedarf zur Rolle des Charismas von Dozierenden. Es ist anzunehmen, dass dieses einen positiven Einfluss auf das Lerninteresse der Studierenden [15], deren Beteiligung am Unterricht [16] und die Effektivität des Lernens [17], [18] ausübt. Auch der Zusammenhang mit erwünschten Ergebnissen wie kritischem Denken, kognitiver Entwicklung und Studierendenzufriedenheit wurde bereits nachgewiesen [19], [20]. Eine kürzlich durchgeführte Studie über die Wahrnehmung digitaler Technologie durch Lehrpersonal legt nahe, dass der Einsatz von Technologie im Unterricht bei Studierenden zur Motivationssteigerung führen kann [21]. Die Rolle von Lehrpersonal in Technologie-basierten Unterrichtsformaten erscheint jedoch immer noch nicht vollständig verstanden. Eine Studie basierend auf einer Computer-basierten Lernumgebung zeigte, dass charismatische Dozierende die Fähigkeiten von Studierenden durch Affektivität positiv beeinflussen [22]. Obwohl der Lehrperson in Tablet-basierten Seminaren eher eine untergeordnete, moderierende Rolle zukommt, sollte das Charisma dennoch einen bedeutsamen Einfluss auf den Lernerfolg haben.

Die Diskrepanz zwischen der Erwartung, dass Studierende nativ talentierte Nutzer digitaler Technologien sind, und dem in Unterrichtssituationen tatsächlich erlebten, oft falsch eingeschätzten digitalen Kompetenzniveau, kann ein Hindernis für digitale Umsetzungsformate darstellen. Studien legen daher nahe, dass eine differenzierte Bewertung der Technikaffinität der Studierenden notwendig ist, um digitale Geräte effektiv zum Lehren und Lernen einzusetzen [23], [24], [25]. Eine kürzlich durchgeführte Studie hat sich dieser Herausforderung gestellt, indem sie zwei Cluster von Studierenden unterschiedlicher Technikaffinität identifizierte und einen Interaktionseffekt zwischen hoher Affinität und dem Lernerfolg in spezifischen Formaten der Wissensvermittlung feststellte [26]. Es besteht jedoch noch immer ein Mangel an Erkenntnis darüber, wie genau Technikaffinität studentische Evaluationen und die wahrgenommene Unterrichtsqualität beeinflusst, wenn digitale Geräte und Medien im Unterricht eingesetzt werden.

Ziel dieser Studie war es, zwei verschiedene Lehrformate in Seminaren der Radiologie zu vergleichen: Tablet-basierte, Studierenden-zentrierte und Dozierenden-geleitete Lehre versus Präsentations-basierte und Dozierenden-zentrierte Lehre. Um die Auswirkungen von Tablets auf Lehre und Lernen besser zu verstehen, soll diese Studie zur Klärung folgender Forschungsfragen beitragen:

• Wie unterscheiden sich die verschiedenen Lehrformate hinsichtlich des selbsteingeschätzten und objektiven Lernzuwachses, des empfundenen Charismas der Dozierenden, der didaktischen Qualität und der studentischen Zufriedenheit?
• Wie wirkt sich das Lehrformat auf den Einfluss von Charisma der Dozierenden und studentischer Technikaffinität auf die Variablen, insbesondere auf die didaktische Qualität aus?

Diese prospektive Querschnittsstudie wurde an einer medizinischen Fakultät in Deutschland durchgeführt, die einen traditionellen sechsjährigen Lehrplan mit zwei präklinischen und drei klinischen Studienjahren sowie einem praktischen Ausbildungsjahr anbietet. Im vierten Jahr umfasst die Lehre im Fach Radiologie Vorlesungsreihen und zwölf obligatorische Seminare, von denen sechs in diese Studie einbezogen wurden: Gynäkologische und pädiatrische Bildgebung wurden beide in einem Präsentations-basierten Format unter Verwendung digitaler Folien in Microsoft PowerPoint (Redmond, USA) unterrichtet. Im Gegensatz dazu wurden die vier Seminare zur Bildgebung des Abdomens, des Herzens und großer Gefäße, des Thorax und des muskuloskelettalen Systems in einem Tablet-basierten Format gehalten. Die Studierenden arbeiteten hier in einer spezialisierten PACS-Applikation (picture archiving and communication system, Merlin, Phoenix-PACS, Freiburg im Breisgau, Deutschland) mit anonymisierten Bilddatensätzen von Patientinnen und Patienten. Die Gruppen von zwölf bis vierzehn Studierenden nahmen wöchentlich an den 90-minütigen Seminaren teil, die von 17 Assistenzärztinnen und Assistenzärzten für Radiologie unterrichtet wurden. Jedes Seminarthema wurde von verschiedenen Ärztinnen und Ärzten unterrichtet, und die Mehrheit der Ärztinnen und Ärzte (58,8%) unterrichtete Seminare zu mindestens zwei verschiedenen Themen. Aufgrund eines Rotationsplans fanden die Seminare für jede Studierendengruppe in unterschiedlicher Reihenfolge statt und die Teilnahme aller Studierenden sowohl an den Präsentations-basierten als auch an den Tablet-basierten Seminaren war gewährleistet. Die Teilnahme an der Studie erfolgte freiwillig und bei Nichtteilnahme entstanden keine Nachteile.

Alle Seminare basierten auf demselben didaktischen Konzept: Zunächst wurde für das Thema relevantes Grundlagenwissen in Anatomie und Radiologie wiederholt, anschließend wurden die realen Patientenfälle vorgestellt, die jeweils Anamnese, zu untersuchende klinische Fragestellung und radiologische Bilddatensätze (Radiografie und Computertomografie) umfassten. Die beiden Seminarformate werden in dieser Studie mit Begriffen gekennzeichnet, die das verwendete Medium beschreiben: Präsentation und Tablet. In den traditionellen Präsentations-basierten Seminaren wurden die radiologischen Bilder in die digitalen Präsentationsfolien eingebettet, und die Studierenden wurden möglichst allesamt aktiv in die gemeinsame Interpretation der Bilder einbezogen. Die Tablet-basierten Seminare waren als Studierenden-zentrierte, Dozierenden-geleitete Lehre konzipiert. Nach einer kurzen einweisenden Einführung seitens der Dozierenden wurden sie als Partnerarbeit durchgeführt: Zwei Studierende teilten sich ein Gerät, um praktische Aufgaben der Bildanalyse wie die Auswahl geeigneter Bildrekonstruktionen, Zoomen und Scrollen durchzuführen. Nach der Auswertung der Bilddaten wurden Bildinterpretation und korrekte Diagnose im Plenum diskutiert. Für jedes Seminar wurden bis zu 17 Patientenfälle vorbereitet; aufgrund der Zeitbeschränkung konnte nur eine Auswahl der Fälle verwendet werden.

Die Studie lief über drei Semester (Wintersemester 2016/17, Sommersemester 2019 und Wintersemester 2019/20). In allen Semestern wurden die Studierenden gebeten, zum Semesterende an einer Online-Umfrage auf der Plattform EvaSys (Lüneburg, Deutschland) teilzunehmen, um ihre persönliche Technikaffinität, die didaktische Qualität und die allgemeine Zufriedenheit mit den Seminaren zu bewerten. Nur im letzten Semester (Wintersemester 2019/20) schätzten die Studierenden zusätzlich am Ende jeder Seminarsitzung ihren Lernzuwachs ein, bewerteten das Charisma der Dozierenden und absolvierten ein Wissens- und Bildinterpretationstestat via Smartphone-basiertem QR (quick response)-Fragebogen. Die Daten aus Semesterend- und QR-Umfragen wurden anhand der Matrikelnummern, die von den Studierenden bereitgestellt wurden, abgeglichen. Tabelle 1 [Tab. 1] listet alle in dieser Studie untersuchten Variablen, ihre Definition, die Messmethode, Skalierung und Wertebezeichnung auf.

Die studentische Selbsteinschätzung des Lernzuwachses jedes Seminars erfolgte vor dem Absolvieren des Wissens- und Bildinterpretationstestats. Der Lernzuwachs wurde anhand von vier operationalisierten Lernzielen berechnet (siehe Anhang 1 [Anh. 1]). Die Studierenden bewerteten ihre Kompetenzstufe in jedem Lernziel auf einer sechsstufigen Likert-Skala von „stimme voll zu“ bis „stimme überhaupt nicht zu“ unter Verwendung eines retrospektiven Post-then-Pre-Designs (nach Abschluss des Seminars gaben die Studierenden ihre Kompetenz sowohl nach als auch vor dem Seminar an). Durch Mittelwertbildung wurden zwei Einschätzungen generiert und in Prozent umgewandelt. Dann wurde die Differenz berechnet und schließlich der selbsteingeschätzte Lernzuwachs mithilfe einer Berechnungsmethode ermittelt, bei der die prozentuale Rohdifferenz mit einem Gewichtungskoeffizienten multipliziert wird, um die Pretest-Variabilität zu bereinigen [27].

Der objektive Lernzuwachs wurde mittels Testaten zur klinischen Wissens- und Bildinterpretationsfähigkeit der Studierenden erhoben. Dazu wurden 24 Fragen aus früheren curricularen Prüfungen ausgewählt, die bestmöglich die Kriterien einer Aufgabenschwierigkeit von 0,4 bis 0,8 und einer Trennschärfe von mehr als 0,3 erfüllten, und nach Überarbeitung den Themen der Seminare zugeordnet. Jedes Testat bestand aus vier bis fünf Fragen; die Antwortmöglichkeiten wurden als Einfachauswahlverfahren mit 5 Antwortoptionen und im Multiple-True-False-Typ konzipiert. Die Studierenden erhielten einen Punkt für die richtige Einfachauswahl bzw. einen halben Punkt für die Auswahl von mehr als 50% der richtigen Antworten bei Multiple-True-False. Die Gesamtpunktzahl des Testats wurde in Prozent ausgedrückt. Um ein mögliches Lehren spezifisch auf das Testat zu verhindern, waren den Dozierenden die Testatfragen nicht bekannt.

Um den Fragebogen der Studie (siehe Anhang 2 [Anh. 2]) an den spezifischen Lehrkontext zu adaptieren, haben wir entsprechend geeignete Fragen aus einer Reihe veröffentlichter Instrumente ausgewählt: Das Charisma der Dozierenden wurde anhand einer Auswahl von Fragen aus vier validierten Instrumenten bewertet [28], [29], [30], [31]. Die Items zur didaktischen Qualität wurden ebenfalls aus vier bereits bestehenden Instrumenten abgeleitet [31], [32], [33], [34]. Zur Messung der Technikaffinität wurden Items einer kürzlich durchgeführten Clusteranalyse verwendet [26]. Die Formulierung einiger Items wurde leicht angepasst, um speziell dem Seminar zu entsprechen.

Zur Erstellung der Abbildungen wurden RStudio 1.2.1335 (Boston, USA) und Microsoft PowerPoint (Redmond, USA) verwendet. Für die statistische Analyse kamen IBM SPSS Statistics 26.0 (Armonk, USA) und Mplus 7.11 (Muthén & Muthén, Los Angeles, USA) zum Einsatz. Fehlende Werte wurden auch statistisch als fehlend betrachtet, d.h. es wurde kein Imputationsverfahren durchgeführt. Für die deskriptive Analyse wurden Mittelwerte und Standardabweichungen berechnet. Cronbachs Alpha wurde als Maß für die interne Konsistenz verwendet. Ein akzeptabler Alpha-Wert wurde als über 0,70 definiert [35]. Um Gleichheit zwischen den Semesterkohorten sicherzustellen, wurden die demografischen Daten der Studierenden und die Schwierigkeit der Testate mithilfe des Student’s t-Test verglichen. Der Welch-Test wurde unter Verwendung des Lehrformats als unabhängige Variable und des selbsteingeschätzten und objektiven Lernzuwachses, des Charismas der Dozierenden, der Bewertung der didaktischen Qualität und der studentischen Zufriedenheit als abhängige Variablen angewandt, um auf Signifikanz zwischen den Gruppen zu testen [36]. Pearson-Korrelationskoeffizienten wurden für jedes Format berechnet und auf Signifikanz getestet (p<0,05). Da der Pearson-Korrelationskoeffizient keine Messfehlerkorrektur zulässt, wurden Strukturregressionsmodelle für Charisma, Technikaffinität und didaktische Qualität berechnet [37]. Aus statistischer Sicht sind die Ergebnisse von Strukturregressionsmodellen robuster als einfache Pearson-Korrelationen [38]. Unsere Hypothese war, dass didaktische Qualität und Charisma in allen berechneten Modellen positiv korrelierten. In Modell 1 wurden die von Technikaffinität ausgehenden Beziehungen als Regressionen behandelt, wobei die Technikaffinität sowohl die didaktische Qualität als auch das Charisma vorhersagte. Theoriekonforme signifikante Interkorrelationen aufgrund von Modifikationsindizes größer als 10 waren in Modell 1 nicht erlaubt, jedoch in einem ansonsten äquivalenten Modell 2. Im Gegensatz dazu wurden in Modell 3 alle Beziehungen als Korrelationen behandelt, wobei Interkorrelationen aufgrund von Modifikationsindizes größer als 10 ebenfalls erlaubt waren. Root-Mean-Square-Error-of-Approximation (RMSEA), Standardized-Root-Mean-Square-Residual (SRMR) und Comparative-Fit-Index (CFI) wurden verwendet, um die Modellpassung zu untersuchen und das endgültige Modell festzulegen. Der RMSEA ermittelte, wie gut das Modell mit unbekannten, aber optimal gewählten Parametern zur Kovarianzmatrix der Population passt [39]. Seine Stärke liegt in der Sensitivität gegenüber der Anzahl der im Modell geschätzten Parameter; Werte kleiner als 0,06 deuten auf eine relativ gute Passung zwischen dem hypothetisierten Modell und den beobachteten Daten hin [40]. Der SRMR diente als standardisiertes Maß zur Gesamtbewertung der Residuen der Kovarianzmatrix der Stichprobe und des hypothetisierten Kovarianzmodells; Werte unter 0,08 deuten auf eine relativ gute Passung hin [40]. Der CFI stellte einen inkrementellen Anpassungsindex dar, der vom Normed-Fit-Index abgeleitet ist und die Stichprobengröße berücksichtigt. Werte über 0,90 gelten als Hinweis auf eine zufriedenstellende Passung. Wo möglich wurde eine einfache lineare Regressionsanalyse durchgeführt, um die Effektreihenfolge zu bestimmen. Bestmöglich den Daten entsprechende Regressionslinien wurden geplottet und durch die vorhersagende Formel Y=a+b*X beschrieben.

Im Wintersemester 2016/2017, Sommersemester 2019 und Wintersemester 2019/2020 waren 163, 143 bzw. 147 Studierende in den Seminaren eingeschrieben. Die Umfrage am Semesterende zu didaktischer Qualität, Zufriedenheit mit den Seminaren und Technikaffinität der Studierenden wurde von jeweils 103, 125 bzw. 97 Studierenden ausgefüllt. Im Wintersemester 2019/2020 wurden insgesamt 599 QR-Evaluationen gesammelt, die Daten zu selbsteingeschätztem und objektivem Lernzuwachs sowie Charisma der Dozierenden erhoben (Tablet-basiert n=422, Präsentations-basiert n=177), wobei 138 Studierende mindestens einmal evaluierten. Es wurden keine signifikanten Unterschiede hinsichtlich der demografischen Daten der Studienteilnehmenden in den drei Semestern festgestellt (55,6 % weiblich, durchschnittliches Alter 23,95±3,17 Jahre, durchschnittliches Semester 6,97±0,22, p>0,05). Darüber hinaus wurden keine signifikanten Unterschiede in der Schwierigkeit der Testatfragen zwischen den Tablet-basierten und den Präsentations-basierten Seminaren dokumentiert (p>0,05). Cronbachs Alpha für die studentische Selbsteinschätzung der Kompetenz in Bezug auf die Lernziele betrug α=0,84 (vor dem Seminar) und α=0,72 (nach Abschluss des Seminars) und wurde daher als gut angesehen. Cronbachs Alpha für die Skalen des Charismas und der didaktischen Qualität war sehr gut (beide α=0,87), während Cronbachs Alpha für die Skala der Technikaffinität nur 0,62 betrug. Dieser Wert der nur vier Items umfassenden Skala lag damit nur knapp unter der Grenze um als akzeptabel zu gelten. Im Vergleich aller verwendeter Skalen (Mittelwert Charisma 4,47±0,52, Mittelwert didaktische Qualität 4,31±0,48, Mittelwert Technikaffinität 3,44±0,71, Mittelwert Gesamtzufriedenheit 4,46±0,63) variierten die Studierenden am stärksten in ihrer Technikaffinität, die sie als eher niedrig bewerteten.

Die Präsentations-basierten Seminare erzielten signifikant höhere Bewertungen in selbsteingeschätztem und objektivem Lernzuwachs (siehe Abbildung 1 a und b [Abb. 1]). Das Tablet-basierte Lehrformat hingegen übertraf das traditionelle Präsentations-basierte Format signifikant in der Bewertung der didaktischen Qualität und der Gesamtzufriedenheit der Studierenden (siehe Abbildung 1 c [Abb. 1]). Zu beachten ist, dass beide Lehrformate gut abschnitten. In der Bewertung des Charismas der Dozierenden wurden keine Unterschiede zwischen den Lehrformaten festgestellt.

Alle folgenden Analysen wurden ausschließlich mit den Daten des letzten Studiensemesters (Wintersemester 2019/20) durchgeführt. Pearson-Korrelationskoeffizienten für alle untersuchten Variablen wurden für die Tablet-basierten und die Präsentations-basierten Seminare berechnet (siehe Tabelle 2 [Tab. 2] und Tabelle 3 [Tab. 3]). In beiden Lehrformaten gab es keine signifikante Korrelation zwischen selbsteingeschätztem und objektiv erhobenem Lernzuwachs. In den Tablet-basierten Seminaren bestand jedoch eine signifikante Korrelation zwischen dem selbsteingeschätzten Lernzuwachs und dem Charisma der Dozierenden, was auf eine größere Auswirkung des Charismas in Technologie-basierten Formaten hinweist. In beiden Formaten korrelierte die studentische Gesamtzufriedenheit mit dem Seminar stark mit der Bewertung der didaktischen Qualität. Zusätzlich korrelierte in den Tablet-basierten Seminaren die Technikaffinität der Studierenden signifikant mit der Gesamtzufriedenheit und der didaktischen Qualität. Da diese Korrelationen im traditionellen Seminarformat nicht signifikant waren, scheint die Technikaffinität für die Wahrnehmung des Tablet-basierten Seminars besonders relevant zu sein.

Im Vergleich der drei berechneten Strukturregressionsmodelle erzielte Modell 2, dem ein vorhersagender Effekt von Technikaffinität auf didaktische Qualität im Sinne einer Regression zugrunde liegt und das Interkorrelationen erlaubt, die besten Gütekriterien für die Modellierung der Tablet-basierten (a) sowie der Präsentations-basierten Seminare (b): RMSEA=0,05(a), 0,05(b); SRMR=0,07(a), 0,07(b); CFI=0,90(a), 0,92(b). Alle weiteren Analysen basierten daher auf Modell 2.

Die Regression der Technikaffinität, die die didaktische Qualität vorhersagte, war in beiden Lehrformaten signifikant (siehe Abbildung 2 [Abb. 2]). Der Koeffizient fiel in den Tablet-basierten Seminaren im Vergleich zu den Präsentations-basierten Seminaren höher aus (0,42 vs. 0,23). Die Korrelation zwischen Charisma der Dozierenden und didaktischer Qualität war ebenfalls in beiden Modellen signifikant, wobei die Koeffizienten ähnlich groß waren (0,15 vs. 0,20). Studierende, die ihren Dozierenden oder ihre Dozierende als charismatisch empfanden, bewerteten die didaktische Qualität höher, unabhängig vom Lehrformat. Die Auswirkung der Technikaffinität auf die Bewertung des Charismas der Dozierenden war nicht signifikant.

Im Modell der Präsentations-basierten Seminare wurden zwölf Interkorrelationen zugelassen, im Modell der Tablet-basierten Seminare 37. Zahlreiche Interkorrelationen bestanden zwischen guter Organisation (Item q1), verständlichen Lernzielen (Item q3) und optimaler Variation von Lernaktivitäten (Item q8), jedoch insbesondere im Modell der Tablet-basierten Seminare. Diese Items standen in Zusammenhang mit der mündlichen Beteiligung der Studierenden am Seminar (Item q9), dem Wissenserwerb (Item q11), dem Verständnis im Fach Radiologie (Item q13) und dem Wunsch, sich in der Zukunft für eine bildgebende Fachrichtung in der Weiterbildung zu entscheiden (Item q14).

Das Lehrformat hatte eine moderierende Wirkung auf den Zusammenhang von Technikaffinität und didaktischer Qualität, wie in Abbildung 3 [Abb. 3] dargestellt ist. Eine Erhöhung der Technikaffinität würde demnach zu einer größeren Steigerung der empfundenen didaktischen Qualität in Tablet-basierten Seminaren im Vergleich zu Präsentations-basierten Seminaren führen. Das Modell legt nahe, dass die Bewertungen der didaktischen Qualität beider Lehrformate in den Extremen der Technikaffinität divergieren: Niedrige Technikaffinität führte zu einer höheren Bewertung der didaktischen Qualität in Präsentations-basierten Seminaren, während hohe Technikaffinität zu einer höheren Bewertung der didaktischen Qualität im Tablet-basierten Format führte.

Obwohl die Implementierung von Tablet-Geräten in der medizinischen Ausbildung Gegenstand zahlreicher Studien war, wurde nur selten ein direkter Vergleich mit einer traditionellen Lehrmethode durchgeführt [41], [42], [43]. Um die bestehende Literatur zu ergänzen und die Auswirkungen von Tablet-basiertem Unterricht und seinen Kovariaten zu untersuchen, führten wir diese Studie in einem Seminar der Radiologie für Studierende durch.

In unserer Studie konnten wir keines der Lehrformate als überlegen reüssieren. Sowohl die Tablet-basierten als auch die Präsentations-basierten Seminare erhielten von den Studierenden gute Bewertungen in Bezug auf die didaktische Qualität und die Gesamtzufriedenheit, jedoch mit statistisch signifikantem Unterschied zugunsten der Tablet-basierten Seminare. Die Studierenden bewerteten beide Lehrformate gut, bevorzugten jedoch – trotz des höheren kognitiven Anspruchs – das Tablet-basierte Format. Dennoch erwiesen sich die Präsentations-basierten Seminare in Bezug auf den selbsteingeschätzten und objektiven Lernzuwachs als überlegen. Im Vergleich der zwei Lehrformate konnten wir ein komplexes Zusammenspiel verschiedener Faktoren nachweisen, die die Lernerfahrungen der Studierenden beeinflussen.

Im Hinblick auf die Tablet-basierten Seminare deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass das Charisma der Dozierenden positiv mit dem selbsteingeschätzten Lernzuwachs und der Bewertung der didaktischen Qualität durch die Studierenden korreliert. Charismatische Dozierende vermitteln Begeisterung über eine harmonische Beziehungsebene und fördern dadurch Interesse und Beteiligung der Studierenden [44], [45]. Die Studierenden schreiben das ausgelöste Engagement der hohen didaktischen Qualität zu, die im Einklang mit dem Charisma der Dozierenden steht. In der Literatur wurde ein ähnlicher Einfluss von Charisma auf die empfundene Lehreffektivität gezeigt [17], [18]. Die Attraktivität einer Lehrperson scheint diese Beziehung zu modifizieren [17], was die Frage nach anderen möglichen Störfaktoren aufwirft. Die Verwendung digitaler Medien scheint jedenfalls kein Hindernis für mögliche Auswirkungen der Lehrpersönlichkeit darzustellen [22]. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass das Charisma in modernen, digitalisierten Lehrformaten möglicherweise sogar eine noch größere Rolle spielt. Während das Charisma der Dozierenden in beiden Formaten mit der Bewertung der didaktischen Qualität korrelierte, hatte es nur im Tablet-basierten Seminar einen Einfluss auf den selbsteingeschätzten Lernzuwachs der Studierenden. Dieser Effekt könnte auf eine wünschenswerte Verschiebung hin zu Lernenden-zentriertem Unterricht zurückzuführen sein, der durch digitale Medien erleichtert wird [6], [46]. Eine besonders charismatische Lehrperson wird zudem eher der motivierenden Rolle eines Moderators gerecht, der die Studierenden in ihrem selbstgesteuerten, z. B. Tablet-basierten Lernprozess unterstützt und damit die Wahrnehmung eines höheren Lernerfolgs fördert. Tatsächlich zeigen Studien, dass Charisma trainiert werden und zu besseren Studierendenbewertungen im Unterricht führen kann [47], [48]. Eine Reflexion der Lehrpersönlichkeit sollte daher insbesondere bei der Gestaltung und Schulung von digital unterstützten Lehrkonzepten erwogen werden.

Unsere Ergebnisse legen zudem nahe, dass die Technikaffinität der Studierenden eine wichtige Rolle in Tablet-basierten Seminaren spielt, da sie mit studentischer Gesamtzufriedenheit und Bewertung der didaktischen Qualität korrelierte. Wir konnten darüber hinaus eine moderierende Wirkung des Lehrformats feststellen: Der Effekt, dass höhere Technikaffinität zu besserer Bewertung der didaktischen Qualität führte, war im Tablet-basierten Format besonders ausgeprägt. Dies bestätigt, dass Studierende mit positiven Einstellungen gegenüber Computern entsprechende Kurse als zufriedenstellender und effizienter empfinden [49]. Sie tendieren dazu, digitale Lernformate als bevorzugte Lernumgebung zu wählen, um von ihnen bestmöglich zu profitieren [50]. Eine andere Studie konnte auch einen signifikanten Zusammenhang zwischen Online-Selbstwirksamkeitserwartung sowie drei Interaktivitätsfaktoren und Benutzerzufriedenheit sowie empfundenem Lernerfolg in einem Online-Kurs aufdecken [51]. Unter allen Faktoren wurde die Online-Selbstwirksamkeitserwartung als bedeutendster Prädiktor des empfundenen Lernerfolgs identifiziert, was ebenfalls gut mit unseren Ergebnissen übereinstimmt.

In unserer Studie zeigten Studierende der Humanmedizin mit hoher Technikaffinität eine Vorliebe dafür, Bildinterpretation in Tablet-basierten Seminaren mit Zugriff auf PACS zu üben. Jedoch variierten die Studierenden in ihrer selbsteingeschätzten Technikaffinität auch am stärksten, und die durchschnittliche Bewertung dieser fiel im Vergleich aller Variablen am niedrigsten aus. Dies unterstreicht den Trugschluss, dass hohe Technikaffinität unter Studierenden als selbstverständlich angenommen werden könne. Die Regressionsanalyse ergab, dass eine hohe Technikaffinität das Lernerlebnis mit digitalen Medien weiter verbessern und im Umkehrschluss eine niedrige Technikaffinität im Lernprozess sogar hinderlich wirken kann. Eine Erhebung der Technikaffinität und kompensatorische Unterstützung für Benutzende, die nicht über die notwendigen Fähigkeiten verfügen, sollten daher vor der Implementierung Tablet-basierten Lernens durchgeführt werden [52].

Trotz der breiten Akzeptanz des Tablet-basierten Lehrkonzepts in unserer Studie erreichten selbsteingeschätzter und objektiver Lernzuwachs in diesem Format nicht das entsprechende Niveau des traditionellen Unterrichts. Obwohl diese Feststellung gewissermaßen im Widerspruch zu einem der Gründe für die Einführung von Tablet-Geräten steht, deckt sie doch eine mögliche Hürde beim Unterrichten mit Tablets auf und gibt Hinweise, wie man sie vermeiden kann: Die Einführung digitaler Geräte in bestehende Lehrprogramme erfordert eine Implementierungsstrategie. Die Schaffung eines Unterrichtskonzepts mit kongruentem Curriculum auf der Grundlage eines beabsichtigten Lernziels, mit passendem Lehrkonzept bzw. Lernaktivitäten und abgestimmten Prüfungen ist von entscheidender Bedeutung, um hohe Studienleistungen sicherzustellen. In unserer Studie könnte ein Mangel an Kongruenz die Diskrepanz in selbsteingeschätztem und objektivem Lernzuwachs zwischen beiden Lehrformaten verursacht haben. Während die Wissens- und Bildinterpretationstestate hauptsächlich deklaratives Wissen prüften, entsprach dies nicht in erster Linie der Zielsetzung der Tablet-basierten Seminare. Tatsächlich lag in diesen der Fokus insbesondere auf dem Erwerb von prozeduralem Wissen durch individuelle Navigation im Bildanalyseprogramm [53]. Dazu gehörte das Durchscrollen zahlreicher Bilder und das Identifizieren der relevanten Bereiche sowie anatomischer Strukturen, um die zugrundeliegenden Merkmale einer bestimmten Krankheit zu erkennen. In der Tat haben die Studierenden möglicherweise aus zwei Gründen schlechter evaluiert und abgeschnitten: Das Erlernen der notwendigen praktischen Fähigkeiten verkürzte die für den Erwerb von Faktenwissen verfügbare Zeit, und die praktischen Fähigkeiten wurden im Testat nicht bewertet. Diese Ergebnisse unterstreichen die beschriebene Notwendigkeit, ein Seminarkonzept sorgfältig auszuarbeiten und weisen darauf hin, dass die Implementierung einer neuen, authentischen Lehrmethode eine curriculare Abstimmung erfordert, die auch die korrekte Bewertungsmethode mit einschließt. Vor- und Nachteile solch neuer Lehrmethoden müssen untersucht werden: Das Bereitstellen von authentischen klinischen Aufgaben für Studierende, wie es in den Tablet-basierten Seminaren durchgeführt wurde, kann zur Verbesserung von Kommunikations-, Kooperations- und Problemlösungsfähigkeiten sowie zur Steigerung des Selbstbewusstseins der Studierenden beitragen [54]. Eine hohe Übereinstimmung zwischen den Bildungsinhalten und den zu erwartenden künftigen Arbeitsplatzanforderungen kann auch zu gesteigertem Engagement, Einsatz und Zufriedenheit der Studierenden führen [54]. Die fehlende Vertrautheit und die Unsicherheit in Bezug auf die Anforderungen von Lehrformaten hoher Authentizität können jedoch auch Angst und Stress bei Studierenden verursachen [55], und die Implementierung kann zeitaufwändig und kostenintensiv sein [56]. Authentische Bildungsmethoden können umfangreiche Bildungsressourcen erforderlich machen, um die beabsichtigten Ergebnisse zu erzielen [57].

Das Strukturregressionsmodell unserer Studie legte nahe, dass gute Organisation, verständliche Lernziele und optimale Variation von Lernaktivitäten entscheidende Elemente Tablet-basierter Seminare sind. In früheren Studien wurden diese Merkmale ebenso als wichtige Faktoren digital unterstützter Formate identifiziert. Es konnte gezeigt werden, dass mobile Geräte Lernenden-zentrierten Unterricht fördern und das Lernerlebnis verbessern können [5], [46]. Klare Lernziele ermöglichen es den Studierenden, ihr Verständnis des Materials einzuschätzen, ihren Lernprozess auf die wesentlichen Punkte auszurichten und ihr beabsichtigtes Lernergebnis direkt anzustreben [58], [59]. Es gilt jedoch darauf hinzuweisen, dass nicht ausschließlich Unterricht anhand von mobilen Geräten durchgeführt werden sollte, sondern dass dieser als ein wirksames Element in der Vielfalt aktueller, verbreiteter Unterrichtsmethoden zu verstehen ist [60].

Die Stärke unserer Studie liegt darin, dass die identischen Dozierenden sowohl die Präsentations-basierten als auch die Tablet-basierten Seminare für dieselben Studierendengruppen durchführten. Daher können unsere formatvergleichenden Ergebnisse primär den Unterschieden im Lehrformat zugeschrieben werden und nicht den Lehrenden oder Studierendenkohorten. Beachtenswert ist, dass wir sogar den Wert des Charismas der Dozierenden zu jedem einzelnen Studierenden individuell berechnet und nicht den Durchschnittswert des Charismas in der Kohorte herangezogen haben. Dies geschah aufgrund der Tatsache, dass die Wahrnehmung von Charisma zwischen Individuen stark variieren kann [61], [62].

Es gibt einige klare Limitationen dieser Studie, die als Ausgangspunkt für weitere Forschung dienen können. Die Studie fand im Rahmen des regulären, verpflichtenden Unterrichts im Fach Radiologie statt, in dem der akademische Fortschritt einer Vielzahl Studierender sichergestellt werden musste. Wir konnten daher die Bedingungen nicht in Hinsicht auf verschiedene Studiendesigns oder Kohorten variieren, da wir die curricularen Erfordernisse beachten mussten und kein künstliches Lehr-Szenario verwendeten. Wir haben den aktuellen Standard Präsentations-basierter Seminare im Sinne einer Kontrolle mit der neuen Lehrmethode anhand von Tablet-Geräten und PACS-Anwendung verglichen. Alle Studierenden wurden nach demselben Lehrplan unterrichtet, um Gleichbehandlung zu gewährleisten.

Es ist ebenso wichtig zu beachten, dass die Daten zum selbsteingeschätzten und objektiven Lernzuwachs sowie zum Charisma der Dozierenden nur in einem der drei Studiensemester gesammelt wurden, was die Generalisierbarkeit der Ergebnisse in Bezug auf diese Variablen einschränkt. Dennoch wurde eine beträchtliche Summe von 599 Evaluationen in die Studie einbezogen, die von insgesamt 138 verschiedenen Studierenden innerhalb eines Semesters im Rahmen multipler Evaluationen abgegeben wurden.

Da unsere Lehrintervention fachspezifisch auf das Tablet-basierte Seminar im Bereich Radiologie zugeschnitten war, sollte insbesondere hinterfragt werden, ob die Ergebnisse generalisierbar und auf andere Fächer und Weiterbildungsgebiete anwendbar sind. Darüber hinaus sind systematische Längsschnittstudien zum Einsatz von Tablets in der medizinischen Lehre erforderlich, um einer potenziellen Veränderung der Technikaffinität der Studierenden im Laufe der Zeit gerecht zu werden.

Obwohl die teilnehmenden Studierendengruppen in Geschlecht, Alter und Semester nicht signifikant variierten, können weitere Störfaktoren wie Unterschiede in Sozioökonomie und Bildungshintergrund sowie medizinischer Vorerfahrung nicht ausgeschlossen werden. Dies spiegelt jedoch die tatsächliche Heterogenität der Studierenden wider, die eine der Herausforderungen in der Hochschullehre darstellt.

Während der selbsteingeschätzte Lernzuwachs anhand eines retrospektiven Post-Then-Pre-Designs bewertet wurde, wurde der objektive Lernzuwachs nur einmalig nach der Lehrintervention bewertet, sodass keine Kontrolle der Pretest-Variabilität möglich war. Die Studierendengruppen nahmen jedoch in unterschiedlicher Reihenfolge an den verschiedenen Seminaren teil, wodurch dieser mögliche Effekt auf das Lernen minimiert war. Dennoch sollte, wo immer möglich, die Pretest-Variabilität durch den Einsatz retrospektiver Post-Then-Pre- oder klassischer Pre-Post-Ansätze in weiteren Studien berücksichtigt werden.

In Zukunft könnten verschiedene Lehrformate mit identischem Lehrinhalt untersucht werden, anstatt solche mit verschiedenen Seminarthemen. Der Fokus könnte auch auf dem Vergleich von Lehrformaten gleicher Aufgabenauthentizität und vergleichbarer kognitiver Anforderungen gelegt werden. Ein weiterer Bereich zukünftiger Fragestellungen könnte auch darin bestehen, potenzielle Störfaktoren in Bezug auf die Wirkung des Charismas der Dozierenden zu identifizieren, wie beispielsweise Attraktivität, Geschlecht oder Sprachfertigkeit.

Zusammenfassend geht diese empirische Studie auf bestehende Lücken der Literatur ein. Der Schwerpunkt lag auf Wissensvermittlung mittels Tablet-basierter Seminare und Faktoren, die die wahrgenommene Qualität dieser Seminare beeinflussen. Es wird deutlich, dass die bloße Implementierung von Tablets allein nicht ausreicht, um hochwertige, moderne Lehre zu gewährleisten. Es ist entscheidend, dass verschiedene Faktoren in Bezug auf Lehrende, Studierende und Didaktik den Anforderungen, Methoden und beabsichtigten Lernergebnissen des Unterrichts im aktuellen digitalen Zeitalter entsprechen. Demnach bestätigt die vorliegende Studie: „It is not the technology but the instructional implementation of the technology that determines the effects on learning“ [63]. Aus den gewonnenen Erkenntnissen ergeben sich mehrere praktische Implikationen: Neue Medien und technische Infrastruktur werden den Anforderungen einer modernen medizinischen Ausbildung gerecht. Parallel müssen jedoch motivierte und inspirierende Lehrende eine Situation schaffen, in der Studierende effektiv lernen können, während sie die didaktische Qualität wertschätzen. Studierende basierend auf ihren individuellen Präferenzen und Affinitäten zwischen verschiedenen Lehrformaten wählen zu lassen und authentische Lehr- und Lernaktivitäten mit abgestimmten Bewertungsmethoden zu konzeptionieren, erscheinen als gewinnbringende Ansätze.

Die lokale, institutionelle Ethikkommission bewertete das Projekt nicht als medizinische oder epidemiologische Forschung an Menschen und genehmigte es daher in einem vereinfachten Prüfungsverfahren. Das Projekt wurde unter der Antragsnummer 20210118 04 ohne jegliche Vorbehalte genehmigt.

Alle Studierenden und Lehrenden haben nach Erhalt von Informationen ihre schriftliche Einverständniserklärung zur Studie abgegeben.

Daten für diesen Artikel sind im Dryad-Repositorium verfügbar: [https://doi.org/10.5061/dryad.9p8cz8wm2] [64]

• Sandra Weigel: Konzeptualisierung, formale Analyse, Untersuchung, Methodik, Visualisierung, Schreiben (Ursprungsentwurf), Datenkuratierung
• Joy Backhaus: Konzeptualisierung, formale Analyse, Datenkuratierung, Software, Schreiben (Überprüfung und Bearbeitung)
• Jan-Peter Grunz: Konzeptualisierung, Schreiben (Überprüfung und Bearbeitung)
• Andreas Steven Kunz: Konzeptualisierung, Schreiben (Überprüfung und Bearbeitung)
• Thorsten Alexander Bley: Supervision
• Sarah König: Konzeptualisierung, Projektadministration, Supervision, Visualisierung, Schreiben (Überprüfung und Bearbeitung)

Wir möchten die Gelegenheit nutzen, allen teilnehmenden Studierenden zu danken, ohne die diese Studie nicht möglich gewesen wäre. Außerdem möchten wir Andrew Entwistle für sein Kommentieren der Entwurfsversion und die Unterstützung bei der Korrektur des Manuskripts auf Englisch danken.

Die Autor*innen erklären, dass sie keinen Interessenkonflikt im Zusammenhang mit diesem Artikel haben.