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GMS Journal for Medical Education

Gesellschaft für Medizinische Ausbildung (GMA)

ISSN 2366-5017

Entwicklung der interaktiven E-Learning-Software „Histologie für Mediziner“ – Einfluss auf den Lernerfolg und die Motivation von Studierenden im Kursus der mikroskopischen Anatomie

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  • corresponding author Christina Drees - Goethe-Universität, Dr. Senckenbergische Anatomie, Institut der Anatomie I, Klinische Neuroanatomie, Frankfurt/Main, Deutschland
  • author Estifanos Ghebremedhin - Goethe-Universität, Dr. Senckenbergische Anatomie, Institut der Anatomie I, Klinische Neuroanatomie, Frankfurt/Main, Deutschland
  • author Miriam Hansen - Goethe-Universität, Pädagogische Psychologie, Interdisziplinäres Kolleg Hochschuldidaktik (IKH), Frankfurt/Main, Deutschland

GMS J Med Educ 2020;37(3):Doc35

doi: 10.3205/zma001328, urn:nbn:de:0183-zma0013288

Dieses ist die deutsche Version des Artikels.
Die englische Version finden Sie unter: http://www.egms.de/en/journals/zma/2020-37/zma001328.shtml

Eingereicht: 24. September 2019
Überarbeitet: 13. Januar 2020
Angenommen: 11. Februar 2020
Veröffentlicht: 15. April 2020

© 2020 Drees et al.
Dieser Artikel ist ein Open-Access-Artikel und steht unter den Lizenzbedingungen der Creative Commons Attribution 4.0 License (Namensnennung). Lizenz-Angaben siehe http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.


Zusammenfassung

Zielsetzung: Das Ziel der Arbeit bestand in der Entwicklung und der Evaluation einer interaktiven Histologie-Lernsoftware für Studierende der Medizin im vorklinischen Studienabschnitt. Die didaktische Gestaltung der Software orientierte sich an aktuellen lerntheoretischen Modellen wie der Cognitive Load Theory, der Kognitiven Theorie multimedialen Lernens und dem ARCS-Modell, so dass das vermittelte Wissen mit Hilfe einer abwechslungsreichen Gestaltung wiederholt werden kann. Weiterhin sollte eine Einschätzung der durch die Software erzielten Lerneffekte erfolgen. Dabei sollte neben der Usability insbesondere der Einfluss lerntheoretischer Prinzipien auf die Motivation der Studierenden beurteilt werden.

Methodik: Die Software wurde unter Nutzung einer experimentellen Wartekontrollgruppenstudie mit Prä-/Posttest-Design evaluiert (N=213). Die Studierenden lernten entsprechend ihrer Gruppenzugehörigkeit die histologischen Inhalte des Kapitels „Leber, Gallenblase, Pankreas“ mit dem regulären Programm der Goethe-Universität (N=65), mit der neuen, interaktiven Software (N=56) oder ohne eine der beiden Softwareversionen (N=92). Der Einfluss der verschiedenen Lernmittel auf den Wissenserwerb wurde über drei Fragebogen mit jeweils vier unterschiedlichen Multiple-Choice-Fragen ermittelt. Zur Bewertung der Usability und der motivationalen Faktoren wurden die beiden Softwareversionen über eine Erweiterung des Fragebogens im Rahmen des zweiten Tests evaluiert.

Ergebnisse: Die interaktive Software wurde im Hinblick auf Benutzerfreundlichkeit und motivationssteigernde Aspekte signifikant besser bewertet als das bestehende Lernprogramm (F(7, 113)=12.48, p<.001, partielles η2=.436). Weiterhin konnte durch die Verwendung der interaktiven Software eine signifikante Steigerung des Wissenserwerbs im Vergleich zu der Gruppe verzeichnet werden, die ohne eine der beiden Softwareversionen gelernt hatte (0.77, p=.001).

Schlussfolgerung: Die Anwendung war bezüglich der histologischen Inhalte gleichwertig zum offiziellen Lernprogramm. Durch die Verwendung interaktiver Elemente und das didaktische Design konnte eine Steigerung der für die tätigkeitszentrierte Motivation essentiellen Faktoren erreicht werden. Somit kann unser Programm, besonders unter dem Aspekt der Nutzung als Zusatzangebot, eine wertvolle Ergänzung des Lehrangebots bieten.

Schlüsselwörter: E-Learning, Multimedia, Digitalisierung, Interaktives Lernen, Medizinstudium, Anatomie und Histologie


1. Einleitung

1.1. Problemstellung

Die Histologie ist eines der Grundlagenfächer im vorklinischen Abschnitt des Medizinstudiums [3], [26]. Sie bildet dabei eine wichtige Basis für nachfolgende Fächer im klinischen Studienabschnitt wie für die Pathologie [26], [27]. Durch Veränderungen der Curricula nahm der Anteil der Präsenzlehre mit Inhalten aus der Histologie und der konventionellen Mikroskopie in den vergangenen Jahren stark ab [8]. Alternativen wie die virtuelle und die digitale Mikroskopie sowie die Entwicklung interaktiver Plattformen spielen daher, auch als zusätzliches Angebot zu den curricularen Lehrveranstaltungen, eine wichtige Rolle [3], [8], [15], [16], [30].

Weiterhin können mediengestützte Lehr- und Lernalternativen wie das Inverted Classroom-Modell den Studierenden die Möglichkeit geben, Inhalte selbstständig aktiv vorzubereiten und ihr erworbenes Wissen in der eigentlichen Präsenzveranstaltung zu vertiefen [10].

Eine Grundvoraussetzung für die sinnvolle Entwicklung digitaler Lernmaterialien ist aber die Gestaltung des Mediums anhand aktueller lerntheoretischer Modelle. So sollen bereits in der Planungs- und Entwicklungsphase didaktische Gestaltungsmöglichkeiten und empirisch geprüfte Lerntheorien angewandt werden [5], [12].

Neben einigen kommerziellen Lernplattformen gibt es auch universitäre Histologie-Anwendungen [15], [19], [26], [30], [33]. Da das in dieser Studie evaluierte Programm aber Elemente wie Musik, Sprachtexte und interaktive Quizfragen in einer alternativen, neuen Form kombiniert, könnte es eine wichtige Ergänzung zu bereits bestehenden E-Learning-Angeboten darstellen. Weiterhin werden durch die vorliegende Studie Erkenntnisse zu Lernerfolg und Motivation von Medizinstudierenden gewonnen, die für die Gestaltung künftiger multimedialer Lernanwendungen nützlich sein können.

1.2. Zielsetzung
1.2.1. Lerninhalte und Zielgruppe

Das Ziel der Arbeit bestand in der Umsetzung und der Evaluation einer interaktiven Lernsoftware für Studierende der Medizin im vorklinischen Studienabschnitt.

Die webbasierte Lernsoftware soll das interaktive Erlernen und Wiederholen der Inhalte des Kursus „Mikroskopische Anatomie II“ des Anatomischen Instituts der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main ermöglichen. Der Lehrstoff des Kursus umfasst die Histologie der inneren Organe des Situs und des Retrositus [https://www.uni-frankfurt.de/60716282/Kursus_und_Vorlesung_Anatomie_II, geprüft am: 16.12.2019]. Die didaktische Gestaltung orientiert sich an aktuellen lerntheoretischen Modellen sowie an den entsprechenden Inhalten der Vorlesung und des Praktikums und soll ein multimediales Zusatzangebot zur Lehrveranstaltung beinhalten.

1.2.2. Lerntheoretische Modelle

Sweller und Chandler entwickelten 1991 ein Modell, das verschiedene Ansätze bietet, den komplexen Prozess des Lernens und des Verstehens neuer Informationen zu erklären [4], [32]. So beschreibt die Cognitive Load Theory die verschiedenen Ursachen kognitiver Belastung während des Lernprozesses und der Speicherung von Informationen. Im Kontext der Gestaltung von Lernmaterialien ergibt sich daraus, dass durch das Design in einem gewissen Rahmen Einfluss auf die kognitive Belastung genommen werden kann [4], [32].

Eine aktuelle Auffassung vom Instruktionsdesign teilt die Entwicklung von Lernumgebungen auf der Grundlage des Kognitivismus in verschiedene Abschnitte auf [5]. Demnach kann mit Hilfe des didaktischen Designs und unter Berücksichtigung unterschiedlicher Prinzipien der Lernerfolg gesteigert werden [5], [21], [22]. Die Kognitive Theorie multimedialen Lernens beschreibt die Notwendigkeit, im Arbeitsgedächtnis auditive und visuelle Informationen als Modell zu verbinden und mit Informationen aus dem Langzeitgedächtnis zu koppeln [21], [22], [24]. Durch die Konstruktion von Schemata und Wiederholen des Gelernten können die Informationen schließlich im Langzeitgedächtnis gespeichert werden [24]. Aus diesem Grund beinhaltet die hier beschriebene Software zahlreiche Übungsaufgaben und bietet die Möglichkeit zum nachhaltigen Wissenserwerb durch Vor- aber auch durch Nachbereitung der Lehrinhalte.

Zusätzlich zu dem von Clark und Mayer beschriebenen didaktischen Design beruft sich das ARCS-Modell auch auf die für den Lernprozess notwendigen motivationalen Aspekte [13], [14]. Das ARCS-Modell bezieht sich auf vier übergeordnete Komponenten, die der Motivationssteigerung dienen sollen, und wurde nach den Anfangsbuchstaben dieser Komponenten benannt: So sollen Aufmerksamkeit (Attention), Relevanz (Relevance), Erfolgszuversicht (Confidence) und Zufriedenheit (Satisfaction) die Ausdauer im Lernprozess fördern [13], [14]. Durch den Einsatz interaktiver Elemente, die Verwendung visueller Effekte und Sounds sowie eine abwechslungsreiche Gestaltung der Benutzeroberfläche kann die Aufmerksamkeit des Users aufrechterhalten und ein Abbrechen des Lernvorgangs verhindert werden [13], [14]. Ein wichtiges Merkmal des ARCS-Modells ist die Unterscheidung zwischen zweck- und tätigkeitszentrierter Motivation, welche beide mittels dieses Instruktionsmodells gesteigert werden können [13], [14], [24]. In unsere Software wurden dafür, bei freier Steuerbarkeit innerhalb der Kapitel, gezielt multimediale und interaktive Elemente wie Quizfragen mit audiovisuellen Rückmeldungen, Musik, eine direkte Ansprache und Steuerungscodes (Pfeile, Einblendungen der Begriffe) eingebaut. Darüber hinaus befasst sich das FEASP-Modell mit den emotionalen Bestandteilen im Lernprozess und definiert dabei Vergnügen als einen unverzichtbaren Faktor [2], [24]. Allgemein ist für die Erfassung und Evaluation der Motivation relevant, dass diese ein multifaktorielles Konstrukt darstellt. Dieses kann mittels der hier genannten Modelle definiert und gesteigert werden, wobei sich die Maßstäbe zur Motivationssteigerung und Aspekte der Usability teilweise überlappen. So beschreibt das Konzept der Usability die Benutzerfreundlichkeit einer Software und beurteilt dies über die Effizienz und Effektivität des Programms sowie über die Zufriedenheit der Lernenden [6], [24]. Weiterhin werden zusätzliche Kriterien definiert, zu denen unter anderem die Aufgabenangemessenheit, die Selbstbeschreibungsfähigkeit sowie die Fehlertoleranz gehören [7], [24].

1.3. Fragestellung

Im Mittelpunkt stand der Vergleich zweier Softwareversionen (für die Lehre bereits vorhandenes, reguläres Programm „Histo-Online“ versus neue, interaktive Software „Histologie für Mediziner“). Dabei sollten folgende Fragen geklärt werden:

1.
Deckt die neue, interaktive Software alle histologischen Inhalte des bestehenden Lernprogramms ab?
2.
Gibt es Unterschiede zwischen den beiden Softwareversionen bezüglich des Wissenserwerbs?
3.
Gibt es Unterschiede zwischen den Softwareversionen bezüglich der Usability?
4.
Welchen Einfluss haben die in der neuen Software angewandten Lerntheorien auf die Motivation der Studierenden?

2. Methoden

2.1. Untersuchungsgegenstand: Vergleich der beiden Softwareversionen und Gruppeneinteilung

Zu Beginn der Studie wurden im Praktikum „Mikroskopische Anatomie II“ zwei Gruppen gebildet. Die Zuteilung der Studienteilnehmenden in die Interventionsgruppen „Software interaktiv“ (IG_int) und „Software regulär“ (IG_reg) erfolgte zufällig. Entsprechend ihrer Gruppenzugehörigkeit bekamen die Teilnehmenden die Vorgabe, die histologischen Inhalte des Kapitels „Leber, Gallenblase, Pankreas“ als Vorbereitung für den entsprechenden Praktikumstag zu lernen. Die IG_int lernte hierfür mit der neuen Software „Histologie für Mediziner“. Die IG_reg lernte mit dem bestehenden Lernprogramm „Histo-Online“ der Goethe-Universität Frankfurt. Studierende, die laut eigener Angabe (T2, siehe unten) ohne Software gelernt hatten, wurden für die Auswertung der Kontrollgruppe (KG) zugeteilt. Für die Bearbeitung des Kapitels bis zur Datenerhebung hatten die Studierenden zwei Wochen Zeit. Anschließend bot das Untersuchungsdesign allen Studierenden die Möglichkeit, bis zum Abschluss des Praktikums mit beiden Softwareversionen zu lernen. Diese wurden als freiwillig nutzbares Zusatzangebot zur Verfügung gestellt, wobei die individuelle Nutzung im jeweiligen Evaluationsbogen abgefragt wurde. Das Kapitel „Leber, Gallenblase, Pankreas“ wurde exemplarisch ausgewählt, da der zugehörige Praktikumstag nach der Hälfte der Gesamtlaufzeit stattfand. So wurde eine ausreichende Lern- und Vorbereitungszeit zwischen den drei Tests gewährleistet. Die Bearbeitungszeit und die implementierten interaktiven Komponenten entsprechen der durchschnittlichen Bearbeitungszeit und der Gestaltung der restlichen Kapitel.

2.2. Studienteilnehmende

Alle Studienteilnehmenden (N=213) befanden sich im vorklinischen Abschnitt des Medizinstudiums. Das Durchschnittsalter betrug 21.32 Jahre (SD=3.8). Die genaue Zusammensetzung der einzelnen Gruppen ist in Tabelle 1 [Tab. 1] dargestellt.

2.3. Ethikkommission

Das Projekt wurde der Ethikkommission der Goethe-Universität zur Prüfung vorgelegt. Ein Votum war gemäß Angabe der Ethikkommission nicht erforderlich. Die Anonymität der Daten war zu jedem Zeitpunkt der Studie gewährleistet.

2.4. Material für die Lernphase
2.4.1. Lernprogramm „Histo-Online“

Das Lernprogramm „Histo-Online“ wurde 2007 von der Dr. Senckenbergischen Anatomie des Fachbereichs Medizin der Goethe-Universität entwickelt und kann von den Studierenden als Lernhilfe und Zusatzangebot zur Vorlesung und zum Praktikum genutzt werden. Die für diese Studie relevante Lerneinheit (LE) enthält insgesamt neun verschiedene Präparate. Alle Informationen werden in Form von geschriebenen Texten und histologischen Abbildungen präsentiert [https://www.kgu.de/zmorph/histopatho/histo4/pub/index.html, geprüft am: 16.12.2019]. Quizfragen und auditive Komponenten wie gesprochene Texte oder Sounds sind nicht vorhanden.

2.4.2. Interaktive E-Learning-Software „Histologie für Mediziner“

Für die Erstellung des Kapitels wurden acht histologische Präparate aus dem Bestand des anatomischen Instituts der Goethe-Universität verwendet. Für die Bildbearbeitung und die Graphikerstellung wurde CorelDRAW X7 (Corel Corporation) genutzt. Die Softwareentwicklung erfolgte mittels Adobe Captivate 9 (Abobe Systems Incorporated).

Die histologischen Inhalte werden analog zu den hier erläuterten lerntheoretischen Modellen in gesprochener Form und unter gleichzeitiger Einblendung der Begriffe präsentiert. Da die Software als Zusatzangebot und zur Vorbereitung auf die histologischen Prüfungsfragen verwendet wird, wurden statische Bilder eingesetzt, denn im Rahmen der Klausuren werden ebenfalls statische Abbildungen verwendet und eine ähnliche Darstellung hilft bei der Vorbereitung auf die entsprechenden Fragen. Zur Hervorhebung relevanter Details und zur Einbringung von Bewegungen wurden Steuerungscodes (Pfeile, farbige Markierungen, unterschiedliche Vergrößerungen der histologischen Abbildungen) eingesetzt.

Innerhalb der LE folgt nach jedem Abschnitt eine interaktive Quizfrage. Das zugehörige Quiz zur LE enthält sechs verschiedene Fragetypen (Kurzantworten, Reihenfolge-, Hotspot-, Drag-and-Drop-, Multiple-Choice- und Wahr/Falsch-Tests) mit insgesamt 18 Fragen zum Themengebiet „Leber, Gallenblase, Pankreas“. Die Lernenden erhalten nach Beantwortung der jeweiligen Frage ein direktes visuelles und auditives Feedback (Demoversion: https://tinygu.de/histodemo, geprüft am: 16.12.2019). Es ist den Anwendenden möglich, das Lerntempo selbstständig zu regulieren. Weiterhin sind LE und Quiz voneinander unabhängig. Einzelne Abschnitte sind je nach persönlichem Bedarf über das Inhaltsverzeichnis frei steuerbar und können beliebig oft wiederholt werden. Beispiele für die Gestaltung der LE und der Quizfragen sind im Anhang 1 [Anh. 1] sowie im Anhang 2 [Anh. 2] dargestellt. Weitere Informationen zur Entwicklung der Software befinden sich im Anhang 3 [Anh. 3].

2.4.3. Weitere Lernmöglichkeiten

Die Teilnehmenden aller Gruppen hatten die Möglichkeit, die Histologie-Vorlesung zu besuchen und mit den Vorlesungsfolien sowie mit Lehrbüchern zu lernen. Sie absolvierten während der Studienlaufzeit das entsprechende Pflichtpraktikum.

2.5. Datenerfassung
2.5.1. Fragebogen

Der Lernerfolg wurde über den Wissenszuwachs definiert und beurteilt. Die Datenerhebung fand an insgesamt drei Tagen statt. Um das Vorwissen der Teilnehmenden einschätzen zu können, wurde am ersten Tag der Studie ein Vortest (T1) durchgeführt. Weitere quantitative Daten wurden nach einer Studienlaufzeit von zwei Wochen (T2) sowie nach fünf Wochen (T3) erhoben. Die für diese Studie relevante Datenerhebung zu den motivationalen Faktoren und zur Benutzerfreundlichkeit fand im Rahmen von T2 statt. T2 bot dabei die Möglichkeit, die Effektivität der jeweiligen Softwareversion unabhängig vom Einfluss des zugehörigen Praktikumstags zu beurteilen. Der genaue zeitliche Ablauf der Wartekontrollstudie ist in Abbildung 1 [Abb. 1] dargestellt.

Alle Fragebogen wurden von den Studierenden in anonymisierter Form beantwortet und ihnen über einen anonymisierten Code zugeordnet. In die Studie wurden nur Teilnehmende eingeschlossen, denen drei Fragebogen zuzuordnen waren.

Die Fragebogen zur Wissensermittlung enthielten jeweils vier verschiedene Multiple-Choice-Fragen mit fünf Antwortmöglichkeiten und einer gültigen Antwort pro Frage. Inhaltlich wurde das Kapitel „Leber, Gallenblase, Pankreas“ abgedeckt. Die Studierenden hatten für die Bearbeitung 6 Min. Zeit. Nach der Bearbeitungszeit übertrugen sie ihre Lösungen auf den beiliegenden EvaSys-Bogen (Electric Paper).

Neben den histologischen Fragen beinhaltete der Fragebogen T2 sieben weitere Items, welche sich auf die Usability und, unter anderem mit dem visuellen Komfort, der Übersichtlichkeit und dem subjektiv empfundenen Wissenszuwachs, auf verschiedene Faktoren zur Steigerung der intrinsischen sowie der extrinsischen Motivation beziehen (siehe Anhang 4 [Anh. 4]). Weiterhin wurde über das Item „Die Benutzung der Software hat mir Spaß gemacht“ eine grundlegende Komponente zur Erfassung der Motivation direkt evaluiert. Zur Beantwortung des Fragebogens T2 wurde die Bearbeitungszeit um 5 Min. verlängert. Die zusätzlichen Items wurden auf einer endpunktbenannten, 6-stufigen Likert-Skala von 1 („Stimme überhaupt nicht zu“) bis 6 („Stimme voll und ganz zu“) bewertet.

2.5.2. Datenauswertung und Analyse

Die Eingabe der Rohdaten erfolgte in Microsoft Office Excel 365, die weitere Analyse wurde mittels IBM SPSS Statistics 25 für Windows durchgeführt. Die Daten zum Wissenserwerb wurden über eine mixed ANOVA ausgewertet. Die Usability-Auswertung erfolgte anhand einer MANOVA und anschließender Bonferroni-Korrektur.


3. Ergebnisse

3.1. Erfassung des Lernerfolgs

Die Studienteilnehmenden (N=213) wurden in IG_int (N=56), IG_reg (N=65) und KG (N=92) aufgeteilt. Die Voraussetzungen für die Durchführung einer mixed ANOVA wurden überprüft und waren gegeben.

Es zeigte sich ein statistisch signifikanter Haupteffekt Zeit (Sphärizität angenommen: F(1, 210)=86.36, p<.001, partielles η2=.291) mit höheren Werten beim zweiten Messzeitpunkt (MT1=0.94, SDT1=0.85, MT2=1.83, SDT2=1.25). Weiterhin gab es einen signifikanten Haupteffekt der Gruppe (F(2, 210)=4.16, p=.017, partielles η2=.038).

Darüber hinaus trat ein signifikanter Interaktionseffekt zwischen der Zeit und den verschiedenen Untersuchungsgruppen auf (Sphärizität angenommen: F(2, 210)=5.65, p=.004, partielles η2=.051). Nach zwei Wochen Studienlaufzeit unterschied sich die Anzahl korrekter Antworten zwischen den Gruppen deutlich (p=.001). Mittels des Tukey-HSD-Tests konnte nachgewiesen werden, dass in der IG_int durch die Verwendung der interaktiven Software eine signifikant höhere Anzahl korrekter Antworten zu verzeichnen war als in der KG (0.77, p=.001). Alle anderen Gruppen unterschieden sich in diesem Punkt nicht signifikant voneinander (siehe Abbildung 2 [Abb. 2] und Tabelle 2 [Tab. 2]).

Zwischen T2 und T3 hatten alle Gruppen die Möglichkeit, mit beiden Softwareversionen zu lernen. Dabei konnte ein Wissenszuwachs innerhalb aller Gruppen verzeichnet werden. Innerhalb der Gruppen, die die interaktive Software als Zusatzangebot nutzten, zeigte sich ein tendenziell höherer Wissenszuwachs als innerhalb der Gruppe, die ohne das Zusatzangebot gelernt hatte. Bezüglich des Lernerfolgs war es unerheblich, ob die interaktive Software zu einem früheren oder zu einem späteren Zeitpunkt genutzt wurde. Aufgrund der geringen Gruppengrößen der unterschiedlichen Subgruppen zwischen T2 und T3 werden die Daten mittels deskriptiver Statistik dargestellt (siehe Tabelle 3 [Tab. 3]).

3.2. Erfassung motivationaler Faktoren und der Usability

Zur Beurteilung der Lernmotivation und der Usability wurden die Teilnehmenden der IG_int (N=56) sowie der IG_reg (N=65) befragt. Die Voraussetzungen zur Durchführung einer MANOVA wurden geprüft und waren gegeben.

Die neue Software wurde von den Studierenden positiv bewertet. Dabei wurde ein signifikanter Unterschied in der Bewertung motivationsrelevanter Faktoren und der Usability zwischen der IG_int und der IG_reg festgestellt (F(7, 113)=12.48, p<.001, partielles η2=.436). Für jede abhängige Variable wurde eine separate ANOVA durchgeführt. Diese ANOVAs wurden mit einem Alphaniveau von .007 evaluiert. Die interaktive Software wurde hinsichtlich des visuellen Komforts (F(1, 119)=44.04, p<.001, partielles η2=.270) und der Übersichtlichkeit (F(1, 119)=19.61, p<.001, partielles η2=.141) signifikant höher bewertet als das bestehende Programm (siehe Abbildung 3 [Abb. 3]). Auch das Item „Spaß beim Benutzen der Software“ wurde von der IG_int deutlich besser bewertet als von der IG_reg (F(1, 119)=78.55, p<.001, partielles η2=.398). Im Hinblick auf die Vollständigkeit der histologischen Inhalte (F(1, 119)=0.07, p=.793, partielles η2=.001) und die restlichen Items gab es keinen signifikanten Unterschied zwischen beiden Softwareversionen (siehe Tabelle 4 [Tab. 4] und Tabelle 5 [Tab. 5]).


4. Diskussion

4.1. Einfluss der Softwareversionen
4.1.1. Einfluss auf den Lernerfolg

In unserer Studie konnte gezeigt werden, dass durch die Verwendung der interaktiven Software eine signifikante Steigerung des Lernerfolgs im Vergleich zu der Studierendengruppe zu verzeichnen war, die ohne eine der beiden Softwareversionen gelernt hatte. Diese Beobachtungen werden durch Studien im Fach Anatomie bestätigt, die feststellen, dass durch die (zusätzliche) Verwendung eines E-Learning-Moduls eine Steigerung des Lernerfolgs in der vorklinischen Phase des Medizinstudiums erzielt werden kann [28], [29]. Weiterhin kann der Wissenserwerb durch die Verwendung interaktiver Elemente gesteigert werden [20]. Dass die interaktiven Elemente eine für den Lernprozess entscheidende Rolle spielen können, wurde in unserer Studie durch den Vergleich der beiden Softwareversionen mit der KG belegt.

Zusätzlich konnte gezeigt werden, dass zwischen den beiden Softwareversionen kein signifikanter Unterschied des Lernerfolgs zu messen war. Das bedeutet, dass die interaktive Software, trotz einer besseren Bewertung motivationaler Faktoren, bezüglich des Wissenserwerbs gleichwertig zum bestehenden Lernprogramm ist. Weiterhin lässt dies darauf schließen, dass sich die histologischen Inhalte des interaktiven Programms mit den Inhalten der offiziellen Software decken. Anzumerken ist, dass in Abbildung 2 [Abb. 2] und Abbildung 3 [Abb. 3] hohe Streuungsmaße auftreten. Dieser Aspekt wird unter 4.1.3. diskutiert.

4.1.2. Beurteilung motivationaler Faktoren und der Usability

Die Ergebnisse unserer Studie belegen, dass für die Usability relevante und motivationssteigernde Aspekte nach Anwendung der interaktiven Software signifikant besser bewertet wurden als nach Anwendung des bestehenden Lernprogramms. Hieraus ist abzuleiten, dass durch die Einbindung interaktiver Elemente und durch die Verwendung der Software als Vorbereitung auf den Praktikumstag ein Anstieg der Motivation erreicht werden kann. Über die Komponente „Spaß beim Benutzen der Software“ wurde der direkte Einfluss der Anwendung auf die tätigkeitszentrierte Motivation gezeigt. Diese Beobachtungen werden durch die Ergebnisse einer Studie aus dem Fach Biochemie bestätigt. Hier wurde eine signifikante Steigerung der Motivation durch die Verwendung der Inverted Classroom-Methode beobachtet, welche den Medizinstudierenden eine Vorbereitung auf den Kurs anhand von Lehrfilmen und eine Überprüfung des Gelernten durch passende Verständnisfragen ermöglichte [17].

Im Allgemeinen nimmt der Bedarf an digitalen Angeboten und E-Learning-Anwendungen in der medizinischen Ausbildung seit Jahren stetig zu [3], [16], [31]. Dabei gewinnen auch interaktive Formate immer mehr an Bedeutung [18]. Die Ergebnisse unserer Studie bestätigen hierbei, dass bei der Implementierung einer webbasierten Anwendung die entsprechenden didaktischen Modelle schon in der Planungsphase miteinzubeziehen sind, um so neben dem Lernerfolg vor allem die Motivation im Lernprozess zu steigern [5], [12], [13], [14].

4.1.3. Limitationen und Lösungsansätze

Limitiert war die Studie dadurch, dass die Beurteilung des Lernerfolgs anhand einer geringen Anzahl von Fragen pro Test erfolgte (N=4). Dies war aufgrund des Praktikumsablaufs nicht anders umzusetzen, sollte aber im Rahmen künftiger Erhebungen modifiziert werden. So könnten mehrere Kapitel evaluiert und ein Fragebogen konzipiert werden, der sich vorrangig auf die Quantifizierung des Wissenserwerbs konzentriert. Kritisch ist anzumerken, dass die Studierenden während der Laufzeit wussten, welcher Versuchsgruppe sie zugeteilt waren. Ein weiterer Punkt betrifft die KG, deren Bildung erst in der Auswertungsphase aufgrund des selbstberichteten Lernverhaltens zustande kam. Dieses Lernverhalten könnte einer fehlenden Affinität zu elektronischen Lehrmedien geschuldet sein. Somit erfolgte die Beurteilung möglicherweise durch Teilnehmende mit einer besonders hohen intrinsischen Motivation. Weiterhin sollte bedacht werden, dass sich die IG_int durch die zusätzlichen Quizfragen länger mit den Inhalten befasste und dieser Faktor mit dem Lernerfolg korrelieren könnte. Abweichungen der Lernzeiten innerhalb der Gruppen und Unterschiede bezüglich der Motivation könnten dabei die Streuungsmaße der Mittelwerte beeinflusst haben. Diese Faktoren sollten, ebenso wie eine genaue Bestimmung der individuell zusätzlich verwendeten Lernmaterialien, in einer anschließenden Studie erfasst werden. Dabei könnten aber die Vielzahl an zusätzlich nutzbaren Lernmitteln und das subjektiv unterschiedlich empfundene Lernverhalten eine reliable Quantifizierung erschweren.

4.2. Weitere digitale Angebote im Vergleich

Ein für die Prüfungsvorbereitung von Studierenden gerne genutztes Angebot an digitalen, medizinbezogenen Lernmitteln sind kommerzielle Plattformen wie Viamedici.Thieme.de, Medi-Learn.de und Amboss.com. Diese Plattformen funktionieren allerdings häufig als ergebnis- und prüfungsorientierte Anwendungen und vernachlässigen Aspekte wie die für das Lernen wichtige intrinsische Motivation. In diesem Zusammenhang wird auch die Problematik der eingeschränkten Validität internetbezogener Daten betont [11]. Die Entwicklung individuell angepasster Lernanwendungen durch medizinische Institute und entsprechend geschulte Mitarbeiter sowie die Einführung angemessener Portale könnte hierfür eine adäquate Lösung bieten [11]. Die Gestaltung von Softwareprodukten, die interaktive Elemente einbauen und an lerntheoretische Modelle gekoppelt sind, sollte daher vermehrt vom universitären Lehrkörper übernommen und nicht kommerziellen Anbietern überlassen werden. Da aber ein flächendeckendes Qualitätsmanagement für das E-Learning-Angebot in der Humanmedizin bisher nur an sehr wenigen Universitäten vorhanden ist, wäre die Einführung eines solchen Werkzeugs notwendig, um die Qualität der (digitalen) Lehrplattformen langfristig beurteilen zu können [1]. Weiterhin sollte im Hinblick auf den digitalen Wandel innerhalb der Universitäten auch künftig eine Anpassung der entsprechenden Rahmenbedingungen und Fördermöglichkeiten erfolgen [9], [23].


5. Schlussfolgerungen und Ausblick

Um die Effizienz unserer Software und das Nutzungsverhalten langfristig beurteilen zu können, sollten in den kommenden Semestern weitere Studien durchgeführt werden.

Ein interaktives und freiwilliges Online-Lehrangebot an der Philipps-Universität Marburg im Fach Humangenetik wurde insbesondere von den Studierenden im klinischen Studienabschnitt bereitwillig angenommen [25]. Da unser Programm aber mit der „Mikroskopischen Anatomie“ ein Fach aus der Vorklinik abdeckt und vielfältige Quiztypen eingebaut wurden, sollte der Einfluss der Software weiter gemessen und beurteilt werden. Weiterhin haben unsere Ergebnisse gezeigt, dass eine anknüpfende Evaluationsstudie auch unter dem Aspekt der langfristigen Nutzung erfolgen sollte.

Bei einem entsprechenden Bedarf und im Rahmen künftiger Projekte wäre die Übertragbarkeit auf andere Fächer des vorklinischen und des klinischen Studienabschnittes problemlos durchführbar. Die Software ermöglicht eine vielfältige Einbindung verschiedener Inhalte und bietet somit die Möglichkeit, das E-Learning-Angebot curricularer und nicht-curricularer Lehrveranstaltungen zu erweitern.


Förderung

Das Projekt wurde vom Fachbereich Medizin der Goethe-Universität Frankfurt am Main im Rahmen eines „Antrags auf Förderung eines Projektes zur Lehrverbesserung“ unterstützt (Beschluss S 59/2017).


Danksagung

Wir danken Herrn Farid Theune und Herrn Wolfgang Gottlieb für ihre Beiträge bei der Entwicklung der Lernsoftware „Histologie für Mediziner“.


Interessenkonflikt

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


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