gms | German Medical Science

49. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie (gmds)
19. Jahrestagung der Schweizerischen Gesellschaft für Medizinische Informatik (SGMI)
Jahrestagung 2004 des Arbeitskreises Medizinische Informatik (ÖAKMI)

Deutsche Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie
Schweizerische Gesellschaft für Medizinische Informatik (SGMI)

26. bis 30.09.2004, Innsbruck/Tirol

trueCase: Ein flexibles Systemkonzept für problemorientiertes Lernen unter Berücksichtigung adaptiver und intelligenter Autorensysteme am Beispiel der Medizin

Meeting Abstract (gmds2004)

  • corresponding author presenting/speaker Yildiray Ogurol - Universität Bremen, Bremen, Deutschland
  • P. Jutzies - Universität Bremen, Bremen, Deutschland
  • S.P. Angilletta - Universität Bremen, Bremen, Deutschland
  • M. Lund - Universität Bremen, Bremen, Deutschland
  • H. Laue - Universität Bremen, Bremen, Deutschland
  • I. Novopashenny - Universität Bremen, Bremen, Deutschland
  • M.B. Wischnewsky - Universität Bremen, Bremen, Deutschland

Kooperative Versorgung - Vernetzte Forschung - Ubiquitäre Information. 49. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie (gmds), 19. Jahrestagung der Schweizerischen Gesellschaft für Medizinische Informatik (SGMI) und Jahrestagung 2004 des Arbeitskreises Medizinische Informatik (ÖAKMI) der Österreichischen Computer Gesellschaft (OCG) und der Österreichischen Gesellschaft für Biomedizinische Technik (ÖGBMT). Innsbruck, 26.-30.09.2004. Düsseldorf, Köln: German Medical Science; 2004. Doc04gmds176

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/gmds2004/04gmds176.shtml

Veröffentlicht: 14. September 2004

© 2004 Ogurol et al.
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Gliederung

Text

Einleitung

Die erfolgreiche Umsetzung des problemorientierten Lernens (POL) in der Medizinerausbildung stellt hohe Anforderungen an die Dozenten. trueCase soll hierbei Abhilfe schaffen, in dem es die Konzeption, Umsetzung und langfristige Sicherung einer flexiblen Methode zur Modellierung und Bearbeitung von Lernfällen in der Medizinerausbildung bereitstellt.

Der Einsatz neuer Medien ist generell an das jeweilige Fachgebiet, an den Ausbildungsstand der Lernenden und auch an das jeweilige Lehrkonzept zu adaptieren. Bei dieser Vorgehensweise müssen didaktische Konzeptionen und Qualitätskriterien sowie aktuelle Standards/Quasistandards (z.B. XML, LTSA, IMS) berücksichtigt werden. Der Vorteil der Verwendung intelligenter Autorensysteme beim Problemlösen ist, dass nicht alle möglichen Aktionen des Lernenden zuvor bedacht und fest verknüpfte Folgeaktionen des Systems bereitgestellt werden müssen. Ergebnisse können mit einem Wissensmodell erklärt und mit den Schlussfolgerungen der Studenten verglichen werden. Die im Rahmen von trueCase verwendete Sprache XMORAL [1] ermöglicht zum einen die Repräsentation medizinischen Wissens in Form von abstrakten Graphen (z.B. in Form von Diagnose- oder Therapiebäumen) und zum anderen die semiautomatische Generierung von Lerneinheiten.

Aus Sicht der Didaktik wird dem Dozenten die Möglichkeit geschaffen, die für seine Lehreinheit optimale Strategie in Form eines didaktischen Vorgehensmodells zu definieren, bzw. aus einem Pool vorhandener Vorgehensmodellen auszuwählen. Dabei wird die Verwendung unterschiedlicher Vorgehensmodelle innerhalb einer Lerneinheit unterstützt. Aus Sicht der Informatik werden standardisierte und hoch transferierbare Technologien verwendet, welche sowohl die Nachhaltigkeit als auch die Flexibilität des Konzeptes sicherstellen.

Methode

Zur Schaffung eines flexiblen Konzeptes, das den Autoren die Möglichkeit bietet verschiedenste Lernszenarien zu entwickeln, wird das fallbasierte Lernen im Wesentlichen in drei Komponenten unterteilt:

• Falldatenmodell

• Lernprozessmodell

• Benutzermodell

Das Falldatenmodell (In unserem medizinischen Fallbeispiel nennen wir es Medical Case Model - MCM) enthält die medizinischen Falldaten ohne didaktische Aufbereitung und kann beispielsweise aus einer elektronischen Patientenakte extrahiert werden. Im Lernprozessmodell (Learning Process Model) wird der medizinische Fall durch die Verwendung eines didaktischen Vorgehensmodells (Didactic Processing Model - DPM) und Ergänzung um allgemeine Inhalte (General Content Source - GCS) didaktisch aufbereitet und dient somit zusammen mit dem Benutzermodell (User Model - UM) als Basis für die Fallbearbeitung (Case proccessing). Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass ein einmal definierter Lernprozess für unterschiedliche Lernfälle verwendet werden kann, und umgekehrt kann ein Lernfall auf der Basis unterschiedlicher Lernprozesse bearbeitet werden.

Während das Falldatenmodell durch die elektronische Patientenakte automatisch gegeben sein kann, müssen die Bestandteile des Lernprozessmodells erst manuell ermittelt werden. Zwecks einer maximalen Flexibilität bei der didaktischen Aufbereitung der Falldaten wird die Möglichkeit der Definition unterschiedlicher didaktischer Vorgehensmodelle gegeben. Unter Hinzunahme didaktischer Elemente (z.B. Quizfragen) wird ein Lernfall (Educational Case Model - ECM) generiert, der basierend auf einem didaktischen Vorgehensmodell, die Grundlage für die Fallbearbeitung bildet. Die Abbildung 1 [Abb. 1] zeigt die Fallmodellierung auf der Basis der oben beschriebenen Komponenten.

Das Konzept von trueCase lässt sich insgesamt in die beiden unabhängigen Bereiche Fallmodellierung (Case Modelling) sowie die Fallbearbeitung (Case Processing) aufteilen. Während die Fallmodellierung die Struktur des Lernfalls festlegt, dient die Fallbearbeitung dazu, konkrete Lernfälle auszuführen und die Interaktion mit dem Lernenden zu steuern [Abb. 2].

Die Fallmodellierung dient als Quelle für die Fallbearbeitung, die von einem Interpreter (CPU) kontrolliert wird. Der Interpreter generiert - basierend auf dem Lernfall (Educational Case) sowie dem Benutzermodell (User Model) - Instruktionen für eine grafische Oberfläche (User Interface), welche für die Falldarstellung sowie die Benutzerinteraktion auf der Basis der vom CPU generierten Instruktionen zuständig ist. Benutzeraktionen werden vom UI abgefangen und der CPU in Form von User Actions mitgeteilt. Daraufhin kann die CPU die nächsten Schritte in der Fallbearbeitung berechnen und neue Instruktionen für das UI generieren.

Ergebnisse

Das hohe Maß an Abstraktion sowie die strikte Trennung zwischen didaktischer Ablaufplanung (Lernprozess) und fachspezifischem Inhalt (Falldaten) haben sich im praktischen Einsatz u.a. für unterschiedliche medizinische Domänen als sehr gut bewährt. Im Rahmen des BMBF-Projektes „Vision 2003" [2] wurde das System beispielsweise in den Bereichen Kardiologie, Unfallchirurgie sowie Onkologie erfolgreich erprobt. Hierfür wurde auf der Basis des beschriebenen Konzeptes eine XML-Sprache spezifiziert und darauf aufbauend ein JAVA-Interpreter entwickelt, der sowohl server-seitig (als Servlet) als auch client-seitig (als Applet) genutzt werden kann. Durch die Verwendung von XML/XSLT/CSS lässt sich das System dynamisch an unterschiedliche Bedürfnisse anpassen.


Literatur

1.
Ogurol Y. XMORAL-Ein offenes Sprachkonzept für die medizinische Wissensverarbeitung, Dissertation, Universität Bremen, 2003.
2.
Wischnewsky MB, Ogurol Y, Jutzies P, Laue H, Angilletta SP, Blohm N, Lund M: Projekt Vision 2003 - Ein intelligentes Lehr- und Lernsystem für die medizinische Ausbildung, Deutsche Zeitschrift für klinische Forschung (DZKF), Ausgabe 3/4-2003, S. 30-32