Zusammenfassung
Seit 1999 wurde an der LMU München ein erstes interaktives, fallbasiertes, computergestütztes arbeitsmedizinisches Computerlernprogramm für das Fach Arbeitsmedizin entwickelt. Das NetWoRM-Projekt koordiniert dessen Weiterentwicklung, Evaluierung und nationale Implementierung. Im Rahmen des aktuell von der Virtuellen Hochschule Bayern (VHB) unterstützten Teils des Projektes konnten sechs neue Lernfälle zu den Themen Tuberkulose im Gesundheitsdienst, beruflicher Umgang mit Steinkohleteer, nachgehende arbeitsmedizinische Untersuchungen, Strahlenschutzuntersuchung, Karpaltunnelsyndrom und Hauttumoren bei einem Straßenarbeiter erstellt werden. Insgesamt liegen somit derzeit 17 arbeitsmedizinische Lernfälle vor. Die Lernfälle werden durch mindestens zwei Experten validiert und durch Studenten evaluiert. Momentan werden sie an 10 Instituten für Arbeitsmedizin in Deutschland im Studentenunterricht eingesetzt. Die Evaluationsergebnisse zeigen, dass den Studierenden unabhängig von der Universität die Fallbearbeitung Spaß macht. Technische Probleme traten kaum auf. Es zeigte sich, dass die Studierenden den Erkenntnisgewinn durch Lernfälle mit primär arbeitsmedizinischem Hintergrund sogar als größer einschätzten als Lernfälle mit internistischem Hintergrund. Aufgrund des großen internationalen Interesses wird das Lernprogramm derzeit international ausgeweitet.
Schlüsselwörter: e-learning Arbeitsmedizinische Aus- und Weiterbildung Studentenunterricht Prävention Internationale Kooperation
Abstract
Aim of the NetWoRM Project is the development, evaluation and implementation of the 1st case-based e-learning tool for occupational medicine on a national base. Within a project funded by the Virtual University of Bavaira six new cases have recently been developed. The topics include tuberculosis in a healthcare worker, occupational exposure to tar, screening programmes in occupational medicine, an examination for work with ionizing radiation, carpal tunnel syndrome, and skin tumor in a construction worker. Overall, 17 cases are now available. All cases have been validated by at least two experts and user evaluated. Currently, ten institutes for occupational medicine throughout Germany use these cases for training of medical students. Regardless of university the students enjoy working with the cases. Technical problems are rarely reported. Students consider cases with an occupational background as giving them more insights in a previously unknown area than cases with a background in internal medicine. Because of the high international interest in the e-learning tool the NetWoRM project is currently shared on an international base.
Key words: e-learning Occupational training Prevention International collaboration Medical students
Hintergrund
Problemorientiertes Lernen mit Multimedia
Computergestützte Aus- und Weiterbildung gewinnt immer mehr an Bedeutung, da sie als flexibles Instrument für verschiedene Ausbildungsinhalte eingesetzt werden kann1. Tutorielle Lernprogramme verfolgen dabei das Ziel, Inhalte schrittweise zu vermitteln sowie den Lernerfolg zu überprüfen und zu kommentieren2. Die traditionelle Wissensvermittlung ist häufig geprägt durch Frontalunterricht, teilweise unter Verwendung von Medien. Das Buch setzt neben Texten auch Graphiken und Fotos ein. Die computerunterstützte Wissensvermittlung beinhaltet hingegen alle diese Möglichkeiten. Gegenüber der Wissensvermittlung durch einen Lehrer ist der wichtigste Vorteil der multimedialen Wissensvermittlung über Lernprogramme die Selbstbestimmung des Lernwegs und des Lerntempos sowie die Interaktivität. Dies bedeutet, dass der Benutzer programm- und selbstgesteuert Eingriffsmöglichkeiten in den Programmablauf hat und Rückmeldungen erhält3.
Sowohl Einzeluntersuchungen als auch Meta-Analysen belegen, dass durch Verwendung von Multimedia beträchtliche Potentiale zur Verbesserung der Lernleistung verfügbar werden und diese Art von problemorientiertem Lernen zu einer Verkürzung der Lernzeit und einer Verlängerung der Erinnerungsdauer führt4. Auch von den Studierenden wird induktives, problemorientiertes Lernen anhand von konkreten Fällen überwiegend positiv bewertet5.
Arbeitsmedizinische Lehre
Jährlich kommt es innerhalb Europas zu 5500 tödlichen Arbeitsunfällen und fast 5 Millionen Unfällen am Arbeitsplatz mit einer Arbeitsunfähigkeit von drei oder mehr Tagen6. Eine Studie in Großbritannien zeigte kürzlich, dass für die berufstätige Bevölkerung die jährliche Prävalenz von Erkrankungen, die durch den Beruf verursacht oder aggraviert wurden, bei ca. 5% liegt7. Daraus resultiert, dass berufliche und umweltbedingte Risikofaktoren als Ursachen für viele Erkrankungen wie Asthma, Allergien, Krebserkrankungen, muskuloskelettale Erkrankungen, Arbeitsunfälle und Vergiftungen berücksichtigt werden müssen. Daher ist arbeitsmedizinisches Grundwissen wichtig für alle Fachrichtungen der Medizin.
In der Arbeitsmedizin ist aufgrund des oft fehlenden Stationsbetriebes und hoher Studentenzahlen im Vergleich zur Patientenzahl Unterricht am Krankenbett nur schwer möglich. U.a. hierdurch ist die Motivation der Studierenden für das Fach Arbeitsmedizin vielfach mäßig8 9. Hinzu kommt, dass Betriebsbesichtigungen zur Vermittlung von Wissen über arbeitsplatzspezifische Gesundheitsrisiken mitunter nur für eine kleine Zahl von Studierenden angeboten werden, außerdem klinisch-praktische Bezüge dabei oft zu kurz kommen.
Computerbasierte Kasuistiken bieten hier die Möglichkeit, den Praxisbezug zu optimieren und die Motivation der Studierenden durch Lernen am Patienten zu erhöhen. Aufgrund der Breite des Fachs sind die einzelnen arbeitsmedizinischen Institutionen meist in einigen Bereichen der Arbeitsmedizin spezialisiert, daher ist im Rahmen des Projekts der Austausch von Kasuistiken aus verschiedenen Bereichen des Fachs ein wichtiger Faktor zur Optimierung der Ressourcennutzung.
Ziel des NetWoRM-Projektes ist es, die Motivation der Studierenden für das Fach Arbeitsmedizin national und international zu erhöhen und über die Vermittlung von theoretischen Grundlagen hinaus, insbesondere klinische Aspekte des Fachgebietes, praxisbezogen zu vermitteln und angeeignetes Wissen fächerübergreifend anzuwenden.
Methodik
CASUS
Die Fälle werden mit dem Webautorensystem CASUS (INSTRUCT AG; http://www.instruct.de10) erstellt. Hauptvorteil dieses Systems ist die leicht anwendbare Oberfläche, so dass die Lernfälle von einem Fallautor ohne detaillierte Programmierkenntnisse entwickelt werden können. Filme und Bilder können komfortabel in das Programm eingebettet werden. Mittlerweile sind sowohl das Autorensystem zur Fallerstellung als auch das Programm zur Anwendung der Fälle Internet-basiert. Somit können sie von jedem Computer mit Internetverbindung mit einem Standard-Internetbrowser (Netscape, Internet Explorer,…) verwendet werden. Hierfür müssen lediglich JAVA sowie der Multimedia Player installiert sein. Autoren und Nutzer erhalten ein persönliches Passwort. Der Kursmanager gibt die Möglichkeit, den Lernerfolg der Studenten zu überprüfen (Zeit für die Fallbearbeitung, Anteil der korrekt beantworteten Fragen, Anzahl der bearbeiteten Karten).
Fallerstellung
Insgesamt wurden bislang 17 arbeitsmedizinische Lernfälle entwickelt (Abbildung 1). Da sich gezeigt hat, dass die Arbeit mit authentischen, lebensnahen Fällen den größten Lernerfolg bringt, wurden die Fälle aus dem Patientenkollektiv arbeitsmedizinischer Ambulanzen (München, Erlangen, Hamburg, Mainz, Halle) entnommen.
Der Aufbau der Lernfälle, in Abbildung 2 dargestellt, folgt dem üblichen klinischen Vorgehen im Patientenkontakt. Neben diesem roten Faden sind Hintergrundinformationen sowie Fragen mit ausführlichen Antwortkommentaren eingestreut. Die computergesteuerte Auswertung der Fragen gibt den Studierenden die Möglichkeit zur ständigen Kontrolle des Lernerfolgs. Wo immer möglich, geben Videosequenzen einen Einblick in die entsprechenden Arbeitsplätze und visualisieren die Tätigkeit des Arbeitsmediziners eingebettet in das Vorgehen der benachbarten jeweils zum Fall passenden klinischen Disziplinen. Neben den deutschsprachigen Lernfällen konnten mittlerweile fünf Fälle im Rahmen der internationalen Projektausweitung ins Englische und fünf Fälle ins Spanische übertragen werden. Vier der spanischen Lernfälle werden seit dem Sommersemester 2005 an den Medizinischen Fakultäten der Universität Albacete und Zaragoza (Spanien) eingesetzt.
Expertenevaluation
Jeder der vorbestehenden Computerlernfälle wurde jeweils mindestens einem internen und einem externen Facharzt für Arbeitsmedizin zur Expertenbeurteilung vorgelegt. Bei Fällen aus Grenzgebieten mit anderen Fachrichtungen wurden weitere Experten hinzugezogen. Nach Durchführung der Expertenvalidierung werden die Änderungsvorschläge der Experten überprüft und in die Fälle eingearbeitet. Danach werden die Fälle für den Studentenunterricht freigeschaltet.
Einsatz im Studentenunterricht und Evaluation durch die Studierenden
Im Wintersemester 2004/2005 wurden die Lernfälle in den Studentenkursen der Universitäten München, Halle, Mainz, Hamburg, Regensburg, Jena, Dresden, Würzburg sowie Erlangen im Rahmen des arbeitsmedizinischen Kurses eingesetzt. Unsere Erfahrungen und Evaluationsergebnisse haben gezeigt, dass die Studenten die Fallbearbeitung bei freier Zeiteinteilung gegenüber einem Einsatz während des Studentenunterrichts bevorzugen. Den Studierenden wurde daher an den meisten Instituten Ort und Zeit der Bearbeitung freigestellt.
Eine Evaluation der Lernfälle durch die Studierenden wurde an der LMU und TU München sowie der Universität Regensburg im Rahmen eines von der Virtuellen Hochschule Bayern (VHB) geförderten Projektes durchgeführt. Jeder Studierende musste im Laufe des Semesters mindestens zwei Lernfälle als Voraussetzung für die arbeitsmedizinische Scheinvergabe erfolgreich über die VHB bearbeiten. Am Ende der Fallbearbeitung wurden die Studierenden gebeten, einen Online-Fragebogen zur Evaluation des bearbeiteten Lernfalls auszufüllen
Außerhalb des von der VHB geförderten Projektes ist auch an der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz die Bearbeitung von zwei Lernfällen fester Bestandteil des Praktikums Arbeitsmedizin und eine der Voraussetzungen zum Scheinerwerb. An den übrigen Universitäten befindet sich der Einsatz der Lernfälle teilweise noch in einer Pilotphase, so dass hier das Bearbeiten der Lernfälle noch keine Voraussetzung für die erfolgreiche Teilnahme am arbeitsmedizinischen Kurs war. Die Studierenden konnten die Lernfälle an diesen Hochschulen auf freiwilliger Basis bearbeiten, Evaluationsergebnisse von diesen Universitäten liegen daher derzeit noch nicht vor. Gleichzeitig wurden die Lernfälle in einigen Semestern an der Universität Witten-Herdecke im Rahmen des Allgemeinmedizinischen Kurses angeboten.
Statistische Auswertung
Die Datenauswertung der Studenten-evaluation erfolgte zunächst deskriptiv (relative Häufigkeiten, Mittelwerte, Standardabweichungen). Anschließend wurden bivariate Analysen durchgeführt. Hierzu wurden Mittelwerte mit 95% Konfidenzintervallen verwendet. Zur Überprüfung auf statistisch signifikante Unterschiede wurden zusätzlich im Falle eines Mehrgruppenvergleichs Varianzanalysen bzw. Chi-Quadrat-Tests eingesetzt.
Ergebnisse
Insgesamt waren im Wintersemester 2004/2005 373 Studierende der Ludwig-Maximilians-Universität, der Technischen Universität München sowie der Universitäten Regensburg, in dem Kurs Arbeitsmedizin-online der VHB angemeldet.
Von diesen 373 Studenten haben 222 Studenten 365 Fragebögen ausgefüllt. Hintergrund für diese höhere Anzahl von Fragebögen im Vergleich zur Anzahl der Studierenden ist, dass die Studierenden mindestens 2 Lernfälle bearbeiteten und nach jeder Fallbearbeitung die Möglichkeit zur Evaluation hatten. Für jede Frage konnten von den Studenten Schulnoten von 16 (1 = trifft zu, 6 = trifft nicht zu) angegeben werden. Insgesamt zeigten sich nur geringe Unterschiede in der Einschätzung der Lernfälle zwischen den Hochschulen
Vergleich der Lernfälle
In dem hier betrachteten Semester standen folgende Lernfälle über die VHB zur Verfügung: Bäckerasthma, Bleiintoxikation, Flugbegleiterin mit Diabetes mellitus Typ 1, Vasospastisches Syndrom bei einem Waldarbeiter, Nadelstichverletzung und Tuberkulose im Gesundheitsdienst. Um zu überprüfen, wie stark die Evaluationsergebnisse vom bearbeiteten Lernfall abhängen, wurden die Evaluationsergebnisse stratifiziert nach Lernfall ausgewertet (Tabelle 1).
Die größten Unterschiede zwischen den Lernfällen zeigten sich hinsichtlich des Anforderungsniveaus der einzelnen Lernfälle (pANOVA = 0,01). Hierbei wurde das Anforderungsniveau der Lernfälle zur Bleiintoxikation, der Flugbegleiterin mit DM 1 mit einem Diabetes mellitus Typ 1 und der Nadelstichverletzung bei einer Famulantin als höher beurteilt. Allerdings lag auch bei diesen Lernfällen die mittlere Beurteilung des Schwierigkeitsgrade bei 4 (6 = keine Überforderung, 1 = Überforderung), so dass nicht von einer Überforderung der Studierenden durch diese Lernfälle auszugehen ist. Gleichzeitig gaben die Studierenden an, dass der Lernfall zur Flugbegleiterin mit Diabetes mellitus Typ 1 ihnen signifikant seltener vorher nicht verstandene Zusammenhänge erläutert hätte. Es ist möglich, dass den Studierenden auch nach Bearbeitung des Lernfalls Zusammenhänge unklar waren. Am geringsten beurteilten die Studierenden hingegen ihre Lücken bezüglich des Wissens zum Tbc-Infektionsrisiko im Gesundheitsdienst.
Keine Unterschiede sahen die Studierenden hingegen im Spaß bei der Fallbearbeitung. Dieser wurde im Mittel über alle Lernfälle mit 2,3 auf einer Notenskala von 1 bis 6 beurteilt. Ebenfalls kein statistisch signifikanter Unterschied zwischen den Lernfällen ergab sich für die Frage, ob die Studierenden bereit wären, auf freiwilliger Basis weitere Lernfälle zu bearbeiten (p = 0,09; Tabelle 2). Insgesamt waren 24% der Studierenden hierzu bereit.
Diskussion und Ausblick
Derzeit bestehen 17 arbeitsmedizinische Computerlernfälle, die über das Internet entweder über die Virtuelle Hochschule Bayern oder die Arbeitsgruppe Medizinische Lernprogramme (http://aumento.web.med.uni-muenchen.de/networm/index.html) zugänglich sind. Die Lernfälle wurden an verschiedenen deutschen Hochschulen erfolgreich im Studentenunterricht verwendet. Hierbei zeigte sich, dass die Lernfälle sowohl im Kleingruppenunterricht als auch zum Selbststudium verwendet werden können. Alle erstellten Fälle sind in einem ständigen Wandlungsprozess und werden laufend aktualisiert. Sie sind jedoch kein Ersatz für den herkömmlichen Unterricht in Form von Vorlesungen, Seminaren und Betriebsbesichtigungen. Die Lernfälle stellen vielmehr eine Ergänzung dar, um den Studierenden das klinische Spektrum des Fachs und die Bedeutung arbeitsmedizinischer Probleme als Arzt, Patient und Arbeitgeber im späteren Berufsalltag der Medizinstudierenden zu erläutern.
Aufgrund der guten Erfahrungen mit dem computerbasierten Lernprogramm für das Fach Arbeitsmedizin und des großen nationalen und internationalen Interesses an der Verwendung und Erweiterung der bestehenden Lernfälle haben wir mit der internationalen Ausweitung der Lernfälle begonnen. Nach Bewilligung der Förderung eines EU-weiten Projektes über das Minerva/Sokrates-Programm der Europäischen Union läuft derzeit die europäische Verbreitung des Projektes. Nach der Durchführung eines Kickoff Meetings im November 2004 fand im Februar 2005 eine Winterschool statt, in der die teilnehmenden Partner in der Fallerstellung geschult wurden. Ziel ist es, die Computerlernfälle ins Englische, Französische, Spanische und weitere europäische Sprachen zu übertragen und an zahlreichen Zentren und Universitäten im Studentenunterricht sowie in der Facharztweiterbildung zu nutzen.
Die aktuell existierenden Lernfälle werden seit 2003 regelmäßig in den Kursen für die Weiterbildung Arbeits- und Betriebsmedizin der Bayerischen Akademie für Arbeits-, Sozial- und Umweltmedizin eingesetzt. Im Rahmen von Fernlehrprogrammen sollen die Kasuistiken in Zukunft auch zur Facharztausbildung in Lateinamerika (Kolumbien) und Asien (Indien) eingesetzt werden.
An den Münchner Universitäten werden derzeit weitere Fälle erstellt und evaluiert. Das Autorensystem der Arbeitsgruppe Medizinische Lernprogramme wird fortlaufend an die technischen Neuerungen angepasst. Somit soll auch in Zukunft gewährleistet werden, dass die Lernfälle im Studentenunterricht und in der Facharztweiterbildung eingesetzt werden können.
Ein zukünftiger Schwerpunkt wird die Integration der Lernfälle in die Medizinische Weiterbildung im Rahmen der Continuous Medical Education sein. Diese wird künftig zur Erhaltung der Facharzt-Qualifikation nachzuweisen sein. Zielgruppe für den Einsatz der erstellten Lernfälle sind zum einen die Arbeits- und Betriebsmediziner, zum anderen aber auch Allgemeinärzte und Ärzte anderer Fachgebiete. Hierfür sind neben den bestehenden Lernfällen insbesondere auch Kasuistiken zu Konsequenzen chronischer Erkrankungen für das Arbeitsleben von noch größerem Interesse. Auch die für die spezifische arbeitsmedizinische Weiter- und Fortbildung erforderlichen betrieblichen Problemkonstellationen sollen aufgearbeitet werden.
Weiterhin in Planung ist der Einsatz von Computerlernfällen zur Verbesserung der Prävention berufsbedingter Erkrankungen an den allgemeinbildenden Schulen sowie im Unterricht an Berufsschulen im Rahmen der Initiative Neue Qualität der Arbeit (INQA).
Danksagung
Die Erstellung der computergestützten Lernfälle erfolgt mit finanzieller Unterstützung durch die Klaus Tschira Stiftung gGmbH, die Virtuelle Hochschule Bayern, die Europäische Union (116470-CP-1-2004-1-DE-MINERVA-M), die Lieselotte und Dr. Karl-Otto Winkler-Stiftung für Arbeitsmedizin, den DAAD und La Caixa Barcelona.
Unseren Partnern von den Universitäten Regensburg (Dr. Joachim Beitner), Mainz (Dr. Dirk Rose, Prof. Stephan Letzel), Hamburg (Dr. Ralf Wegner), Witten-Herdecke (Frau PD Dr. Monika Rieger), Halle (Frau Dr. Annekatrin Bergmann, Frau Dr. Regina Skoelziger), Erlangen (Prof. Hans Drexler), Dresden (Frau Dipl.-Math. Eva Haufe), Düsseldorf (Silvester Siegmann) und Jena (Dr. Reinhard Bartsch) sowie den internationalen Projektpartnern danken wir für die gute Zusammenarbeit. Frau Dr. Barbara Beer von der Bayerischen Akademie für Arbeits-, Sozial- und Umweltmedizin danken wir für die Möglichkeit, die Fälle im Rahmen der Arbeitsmedizinischen Kurse einsetzen zu dürfen.
Allen Experten danken wir für die kritische Sichtung der Lernfälle. Ihnen danken wir ebenso wie den Studierenden für die konstruktive Kritik. Den Betrieben sowie allen Patienten und Darstellern danken wir für die Möglichkeit, die Film- und Fotoaufnahmen zu erstellen.
Literatur
1 Spanner-Ulmer B. Rechnergestütztes Lernen auf dem Gebiet des Arbeitsschutzes. Habilitationsschrift, 1998
2 Arnold R, Krämer-Stürzl A. Zugänge und Methoden zur Evaluierung von Weiterbildung. In: Feuchthofen JE, Severing E (Hrsg.). Qualitätsmanagement und Qualitätssicherung in der Weiterbildung. Neuwied, Kriftel, Berlin, 1995
3 Vogt V. Medien der computergestützten Weiterbildung. In: Bodendorf F, Hofmann J (Hrsg.). Computer in der betrieblichen Weiterbildung 39-63. Oldenburg Verlag, München, Wien, 1993
4 Hasebrook JP. Lernen mit Multimedia. Z Paed Psych 1995; 6: 95103
5 Busse R. Problemorientiertes Lernen im sozialmedizinischen Kurs ein Konzept zur Steigerung von Lernerfolg und Praxisrelevanz. Gesundheitswesen 1996; 58: 406410
6 EUROSTAT. Arbeitsunfälle tödliche. Statistisches Amt der Europäischen Gemeinschaften. Eurostat Strukturindikatoren, http://epp.eurostat.cec.eu.int/portal/page?_pageid=1073,1135280&_dad=portal&_schema=PORTAL&p_product_code=EM062 2004
7 Health & Safety Executive. Self-reported work-related illness in 1998/99: results from the EUROSTAT ill-health module 1999 Labour Force Survey summer quarter. Health & Safety Executive, http://www.hse.gov.uk/statistics/causdis/swi9899.pdf 2000
8 Hege I, Radon K, Dugas M, Scharrer E, Nowak D. Web-based training in occupational medicine. Int Arch Occup Environ Health 2003; 76: 5054
9 Reichert J, Radon K, Scharrer E, Fischer MR, Hege I, Nowak D. Arbeitsmedizinische Lehre: Vorstellung eines fallorientierten computerbasierten Lernprogrammes. ErgoMed 2001; 25: 161164
10 Fischer MR. CASUS An authoring and learning tool supporting diagnostic reasoning. Z Hochschuldidaktik 2000; 1: 8798.
Anschrift der Verfasser
PD Dr. Katja Radon, MSc
Arbeitsgruppe Arbeits- und Umweltepidemiologie & Net Teaching am Institut und Poliklinik für Arbeits- und Umweltmedizin der Universität München
Ziemssenstr. 1; 80336 München
Tel.: 089/5160-2485; Fax: -4954;
Email: katja.radon@med.uni-muenchen.de
1) Institut und Poliklinik für Arbeits- und Umweltmedizin
Klinikum der Universität, Ludwig-Maximilians-Universität München
Ziemssenstr. 1; 80336 München
2) Institut und Poliklinik für Arbeits-, Sozial- und Umweltmedizin
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen
Schillerstr. 25 und 29; 91054 Erlangen
3) Medizinische Klinik
Klinikum der Universität, Ludwig-Maximilians-Universität München
Ziemssenstr. 1; 80336 München
S. Kolb1, J. Reichert1, T. Baumeister2, R. Fuchs1, I. Hege3, M. Fischer3, D. Nowak1, K. Radon1
