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Web-basierte medizinische Trainingssysteme (WBT) [1] - unterstützt durch pädagogische Software-Agenten - zählen nach W. Wahlster, dem Leiter des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz, neben medizinischen Ontologien und multimodalen Benutzerschnittstellen zu den Schlüsseltechnologien für die medizinische Informationsverarbeitung des 21. Jahrhunderts.

WBT-Systeme stellen eine neue Dimension im Bereich der Lehr/Lernsysteme dar. Sie bieten dieselben Interaktionsformen und damit dieselben didaktischen Möglichkeiten wie konventionelle CBT-Systeme (Computer-based Training), müssen aber in der Regel nicht installiert werden, da Daten, Informationen und Wissen bei Bedarf von einem Server im Netz geladen und auf dem Client dargestellt werden. Allerdings ist ihre Realisierung aufwändiger. Es muss eine Entscheidung über die zu realisierende Client/Server-Architekturvariante [1] getroffen werden und diese danach softwaretechnisch umgesetzt werden. Die verschiedenen Varianten unterscheiden sich insbesondere darin, wie die Anwendungslogik auf Client- und Server verteilt ist. Dies wiederum hat Auswirkungen auf die benötigte Ladezeit, die Reaktionszeit des WBT-Systems auf Nutzereingaben usw.

Das Potenzial von WBT betrifft insbesondere die Flexibilität des Lernens: Ortsunabhängiges, zeitunabhängiges und plattformunabhängiges Lernen sind wichtige Voraussetzungen für selbstbestimmtes Lernen. CSCW-Komponenten (Computer Supported Cooperative Work) ermöglichen kooperatives Lernen. Gegenüber konventionellen CBT-Systemen bieten WBT-Systeme den Vorteil der zentralen Pflege der Software und der Lerninhalte. Weitere wichtige Aspekte sind die Möglichkeiten der Online-Evaluation und der Online-Abrechnung, der kontrollierbare Zugang und schließlich die Verfügbarkeit externer Wissensquellen über das Internet. Damit sind WBT-Systeme sowohl unter qualitativen als auch unter ökonomischen Aspekten zu betrachten, sei es im Hinblick auf mögliche Einsparungen bei der Infrastruktur der Ausbildung, sei es im Hinblick auf die Vermarktbarkeit von Lernobjekten und im Hinblick auf die Perspektive der Verkürzung der Studiendauer.

Allerdings sind auch Probleme bei WBT zu berücksichtigen: So bedeutet z.B. die Bereitstellung und Wartung von Servern entsprechenden Aufwand. Veraltete Browserversionen bei den Nutzern führen bisweilen zu Schwierigkeiten. Die Bandbreite bei der Anbindung der Studierenden ans Internet von zu Hause reicht bei vielen WBT-Systemen nicht aus bzw. beeinträchtigt die Akzeptanz der Systeme. Dies ist insofern bedeutsam, weil Medizinstudierende - so das Ergebnis einer Umfrage in Heidelberg - CBT/WBT-Systeme überwiegend zu Hause anwenden möchten und nicht jeder über eine DSL-Anbindung verfügt. Aus diesem Grund ist es durchaus sinnvoll, neben einer Web-Version eines Lehr/Lernsystems auch eine lokal anwendbare Version anzubieten.

Status und Entwicklung von CBT/WBT in der Medizin sind wesentlich beeinflusst durch Reformansätze in der Medizinerausbildung wie im ersten deutschen Reformstudiengang Medizin an der Charité [2] oder dem Heidelberger Curriculum Medicinale (HeiCuMed) [3] und durch die Novellierung der Ärztlichen Approbationsordnung (ÄAppO), die u.a. durch Problemorientiertes Lernen (POL), fächerübergreifenden Unterricht, die Förderung des ganzheitlichen Denkens und die Betonung von eigenständigem Lernen gekennzeichnet sind. Bemerkenswert bei der neuen Approbationsordnung sind die Änderungen bei Prüfungen: So werden z.B. in 22 Hauptfächern und 12 Querschnittsfächern fakultätsinterne benotete Leistungsnachweise gefordert und es sollen Alternativen zu Multiple Choice Prüfungen wie Objective Structured Clinical Examinations (OSCE), Modified Essay Questions (MEQ) oder Key Feature Problems praktiziert werden. Die große Zahl der Prüfungen und insbesondere problemorientierte Prüfungen bedeuten eine enorme personelle Belastung der Fakultäten.

Vor diesem Hintergrund bieten CBT/WBT-Systeme sowohl in qualitativer als auch in ökonomischer Hinsicht ein großes Potenzial: Fallbasierte Trainingssysteme können begleitend und ergänzend zum POL-Unterricht und für das eigenständige Lernen eingesetzt werden. Summative Prüfungen können relativ einfach computerbasiert aufbereitet und ausgewertet werden, für formative Prüfungen bieten sich fallbasierte Systeme an.

Das Angebot von CBT/WBT-Systemen in der Medizin umfasst Präsentationssysteme, Browsingsysteme mit Hyperlinks zu anderen Komponenten, virtuelle Labors mit Computersimulationen, fallbasierte Systeme für problemorientiertes Lernen und (intelligente) tutorielle Systeme. Der Learning Resource Server Medizin [4] der Universität Essen weist derzeit ca. 1400 multimediale Lehr- und Lernmodule nach, die im Web frei verfügbar sind. Das Informationssystem CAL reviews [5] der University of Cambridge, UK, beinhaltet auch eine Rating- bzw. Review-Komponente. Das verfügbare Angebot an CBT/WBT-Systemen ist also durchaus beachtlich. Allerdings wurde bei verschiedenen Treffen der GMDS-AG Computergestützte Lehr- und Lernsysteme in der Medizin [6] festgestellt, dass die verfügbaren CBT/WBT-Systeme nur von ca. 5% der Medizinstudierenden im Rahmen ihres Selbststudiums genutzt werden. Die Gründe hierfür sind sicherlich vielschichtig. Die Frage in diesem Kontext ist auf jeden Fall aber auch, wieweit die Ergebnisse einer Studie von P. Frey in Bern aus dem Jahr 2000 [7] heute noch gelten: Über 75% der Befragten ziehen es danach vor, ohne Computer zu lernen; 90% der Studierenden lernen vorwiegend mit Printmedien. Eine Studie der LMU München zum fallbasierten System CASUS zeigt, dass, soweit die Bearbeitung von Fällen mit der Vergabe von Credit Points verbunden ist, für die Studierenden also prüfungsrelevant ist, die Fälle von fast allen Studierenden vollständig bearbeitet wurden, während dies im Falle des Selbststudiums, bei dem keine Credit Points vergeben werden, nur auf ca. 10% der Studierenden zutraf. Die curriculare Integration von CBT/WBT-Systemen und die Akzeptanz sowohl von Seiten der Studierenden als auch von Seiten der Lehrenden wird auch in Zukunft ein zentrales Problem darstellen [8].

Ein Grund für die mangelnde Akzeptanz der Systeme liegt häufig darin begründet, dass die mit der Entwicklung und Anwendung von CBT/WBT-Systemen verbundenen Risiken nicht hinreichend berücksichtigt werden. Neben den technischen Risiken bei einer Systementwicklung (Frage: Are we building the product right?) ist insbesondere das Applikationsrisiko (Frage: Are we building the right product?) zu beachten. Das Applikationsrisiko besteht darin, dass u.U. Systeme entwickelt werden, ohne dass der Entwickler weiß, wie die Anwender darauf reagieren werden.

Um Fehlentwicklungen zu verhindern und die Qualität von CBT/WBT-Systemen in der Medizin zu verbessern, auch um Parallelentwicklungen zu vermeiden, wurde vor ca. 15 Jahren innerhalb der Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie (GMDS) die AG Computerunterstützte Lehr- und Lernsysteme in der Medizin [6] gegründet, die u.a. Qualitätskriterien für Elektronische Publikationen in der Medizin [9] publiziert hat. Die in mehreren Sprachen verfügbaren Kriterien können Entwicklern von CBT/WBT-Systemen Anregungen geben, können aber auch für die Evaluation verfügbarer Systeme hilfreich sein.

Der Status und die Perspektiven von E-Learning in der Medizin in Deutschland werden wesentlich beeinflusst durch die vor wenigen Jahren im Rahmen der Initiative Neue Medien in der Bildung vom BMBF geförderten Projekte (Abbildung 1 [Abb. 1]) [10]. Einige der ehemals geförderten Projekte sind in diesem Heft durch einen eigenen Beitrag vertreten.

Das Spektrum dieser Projekte deckt eine breite Palette von Anwendungsszenarien ab: Neben dem Angebot von Lernobjekten für die systematische Ausbildung sind fallbasierte CBT/WBT-Systeme von Bedeutung sowohl für das problemorientierte Lernen, den Einsatz in Seminaren oder Praktika und für das eigenständige Lernen als auch für rechnerunterstützte Prüfungen. Dabei wird in einigen Systemen das Potenzial von Lernumgebungen genutzt. Wichtige Einsatzszenarien sind außerdem die ärztliche Fort- und Weiterbildung und, in Verbindung mit entsprechenden Präsenzanteilen im Sinne von Blended Learning, Fernstudienangebote. Architekturmerkmale von CBT/WBT-Systemen (Abbildung 2 [Abb. 2]), in denen systematisches und fallorientiertes Wissen vermittelt wird, umfassen eine Autorenkomponente zur Wissensaufbereitung, unterstützt durch ein Repository mit durch Metadaten indexierten Medien, eine Player-Komponente zur interaktiven Präsentation bzw. Bearbeitung von Problemen, eine Fakten-Datenbank, z.B. mit Patienten-Falldaten, eine Wissensbasis mit systematischem Wissen und eine Schnittstelle zur Kommunikation und zum Zugriff auf weltweit verfügbare digitale Bibliotheken wie MEDLINE von der National Library of Medicine, die Leitlinien der Arbeitsgemeinschaft der Wissenschaftlichen Medizinischen Fachgesellschaften oder die Cochrane Library für evidenzbasierte Medizin. Vokabulare bzw. Ontologien unterstützen dabei das Wissensmanagement.

Im Hinblick auf die Interoperabilität von Lernobjekten zeichnet sich der Ansatz SCORM (Sharable Courseware Object Reference Model) [11] als umfassendes Referenzmodell für Lerntechnologien ab, das Spezifikationen für die Suche, den Import, die Nutzung, die Wiederverwendung und den Export von Lerninhalten (Content) umfasst. Angesichts der 800-seitigen SCORM-Dokumentation wird bisweilen allerdings vor der Gefahr einer Bürokratie gewarnt.

Im Kontext der genannten Standardisierungsbemühungen sind auch die Ansätze MedicML bzw. MedicCaseML [12] von der Uni Regensburg zu erwähnen, in denen XML-basierte Formate zum Austausch medizinischer Dokumente und Fälle spezifiziert sind.

Die Perspektiven von E-Learning in der Medizin werden wesentlich geprägt durch die Nachhaltigkeit der existenten Ansätze. Eines der zentralen Probleme hierbei ist die weitere Finanzierung der Projekte nach dem Auslaufen von Förderprogrammen. Eine Möglichkeit bietet die Vermarktung der realisierten Anwendungen. Allerdings lassen sich nach der bisherigen Erfahrung durch Vermarktung außerhalb der medizinischen Fakultäten keine ausreichenden Mittel erwirtschaften, um größere Projekte vorantreiben zu können oder zumindest den Einsatz und die Wartung der bestehenden Lösungen sicherzustellen. Die medizinischen Fakultäten werden also nicht umhinkommen, auch in Zukunft Geld für E-Learning auszugeben, wenn sie ihren Dozenten eine Basisinfrastruktur für die moderne und durch EDV unterstützte Lehre zur Verfügung stellen möchten. Im Informationszeitalter erscheint dies, auch in der Medizinausbildung, ein nicht zu unterschätzender Bestandteil einer qualitativ hochwertigen Ausbildung zu sein.

Eine Möglichkeit, die Nachhaltigkeit zu verbessern, besteht darin, die positiven Erfahrungen aus den überregionalen Kooperationen in den NMB-Projekten fortzusetzen, z.B. durch die Integration über ein systemintegrierendes Portal wie dies im CASEPORT-Projekt [13] versucht wurde. Ein derartiges Portal ist offen für einzelne CBT/WBT-Systeme und kann mit Portalfunktionen wie Kursmanagement, Online-Evaluation und Metadatenserver sowohl technisch als auch semantisch interoperabel von vielen Hochschulen genutzt werden. Insbesondere können unter einem derartigen Portal fallbasierte Trainingssysteme mit Systemen integriert werden, die einen systematischen Ansatz verfolgen. In diesem Zusammenhang sind ein überregionales Medien-Repository und gemeinsame Vokabulare bzw. Ontologien wünschenswert. Nachhaltigkeit durch Integration ergibt sich auch daraus, dass Systeme als open source verfügbar gemacht werden, wie dies z.B. beim Content Managementsystem von MEDUCASE, dem Ontologieeditor von k-Med oder der Lernumgebung ILIAS [14] der Fall ist.

Ein weiterer zentraler Aspekt bzgl. Nachhaltigkeit ist das Problem der fehlenden bzw. unbefriedigenden curricularen Integration: WBT-Systeme sind oft nicht verbindlich, sondern eher Add-ons, die Systeme sind nicht need-to-have, sondern eher nice-to-have. Auch heute noch ist gelegentlich eine Negativeinstellung gegen Computer sowohl bei Dozenten als auch bei Studierenden festzustellen. Fehlende Souveränität der Dozenten beim Umgang mit den Systemen und fehlende Identifikation der Dozenten mit den Systemen verhindern aber die Akzeptanz auf studentischer Seite. Zu berücksichtigen ist dabei, dass die Belastung der Kliniker im Kontext von DRG-Einführung, neuer Approbationsordnung und Arbeitszeitregelung außerordentlich hoch ist. Eine zentrale Frage lautet: Wie kann man das Engagement von Ärzten für innovative Lehre fördern bzw. honorieren? In diesem Zusammenhang sind etablierte Dozentenschulungen zu nennen, wie sie z.B. seit Jahren an der Universität Heidelberg durchgeführt werden und sogar für andere Hochschulen angeboten werden, sowie auch die Ausbildung zum Master of Medical Education [15], die zunehmend an Bedeutung gewinnt.

Das oben erwähnte Problem der fehlenden Prüfungsrelevanz von CBT/WBT-Systemen wird reduziert, wenn im Rahmen der fakultätsinternen Leistungsnachweise rechnerunterstützt geprüft wird und die Vorbereitung auf diese Prüfungen mit Hilfe der CBT/WBT-Systeme erfolgen kann [16]. Die Entwicklung von Prüfungssystemen ist ein Thema, das derzeit fast jede medizinische Fakultät beschäftigt und wahrscheinlich zu vielen Parallelentwicklungen führen wird. In diesem Kontext ist ein überregional verwendbarer generischer Prüfungsplayer vorstellbar, an den sich lokale CBT/WBT-Systeme über eine generische Schnittstelle anschließen lassen. In diesem Zusammenhang sei auch auf die technischen die rechtlichen Risiken hingewiesen, die z.B. browserbasierte und client/server-basierte Prüfungsplayer mit sich bringen. Nach [17] vermeidet nur ein standalone-Prüfungssystem, welches Prüfungsergebnisse lokal sichern kann und nicht browserbasiert arbeitet, die genannten Risiken.

Der Status von E-Learning in der Medizin ist geprägt durch eine große Zahl verfügbarer CBT/WBT-Systeme und die noch nicht befriedigend gelöste Problematik der curricularen Integration von E-Learning, die durch das komplexe Beziehungsgeflecht zwischen CBT/WBT-Systemen, Studierenden, Dozenten, Curriculum und verfügbarer Infrastruktur (Abbildung 3 [Abb. 3]) geprägt ist. Ein Weg zur Sicherung der Nachhaltigkeit der existenten Ansätze besteht in deren Integration in weiterführende überregionale Kooperationen.

Im Szenario Die Universität im Jahre 2005 haben 1999 Encarnação et al. prognostiziert, dass 2005 bereits 50% der Studierenden in virtuellen Universitäten eingeschrieben sein werden, während die klassische Universität auf eine Restgröße schrumpfen wird. Allerdings wurde diese Prognose später so kommentiert: "Wir mussten provozieren, 2005 sagen, obwohl wir 2010 meinten." Ob allerdings diese revidierte Prognose realistisch ist, ist durchaus fraglich. In diesem Zusammenhang sei auch die kritische Position von Schulmeister erwähnt, der in [18] die "Dekonstruktion des Mythos eLearning" beschreibt.