E-Learning an der Medizinischen Fakult?t Dresden
Margret Tiebel 1Peter Dieterich 2
Oliver Tiebel 3
Ronny Hesse 4
Hildebrand Kunath 4
Peter Dieter 5
1 Technische Universit?t Dresden, Medizinische Fakult?t Carl Gustav Carus, Studiendekanat, Dresden, Deutschland
2 Technische Universit?t Dresden, Medizinische Fakult?t Carl Gustav Carus, Institut f?r Physiologie, Dresden, Deutschland
3 Technische Universit?t Dresden, Medizinische Fakult?t Carl Gustav Carus, Institut f?r Klinische Chemie und Laboratoriumsmedizin, Dresden, Deutschland
4 Technische Universit?t Dresden, Medizinische Fakult?t Carl Gustav Carus, Institut f?r medizinische Informatik und Biometrie, Dresden, Deutschland
5 Technische Universit?t Dresden, Medizinische Fakult?t Carl Gustav Carus, Institut f?r Physiologische Chemie, Dresden, Deutschland
Zusammenfassung
Eine Bedarfsumfrage im Studiengang Medizin hinsichtlich einer Weiterentwicklung des E-Learning- Angebots an der Fakult?t erbrachte ein positives Resultat. Der erstmalige Einsatz des E-Portals wurde evaluiert. Auch die Studenten w?nschen mehrheitlich eine Weiterentwicklung auf diesem Gebiet. Vorerst wird der Ausbau der eigenen Technologie vorangetrieben, wobei m?glichst effizient vorhandene Systeme bzw. noch zu beschaffende Einheiten in das Gesamtkonzept integriert werden sollen. Hierdurch soll ein optimaler Informationsfluss zwischen allen am Lehrprozess beteiligten Personenkreisen gew?hrleistet werden. Eine detaillierte Bedarfs- und Kostenanalyse wird sich anschlie?en und dabei vor allem auch die personelle Untermauerung noch einmal diskutiert werden m?ssen. In jedem Fall ist die Weiterentwicklung des E- Learnings an der Fakult?t eine der Grunds?ulen f?r die Sicherung und den Ausbau der Qualit?t der Lehre.
Schlüsselwörter
E-Learning, Kursmanagementsystem, DIPOL, Evaluation, E-Portal, open source system, medizinische Ausbildung
Das Reformcurriculum DIPOL?
Die vorliegende Arbeit besch?ftigt sich mit der methodischen Weiterentwicklung des E-Learnings an der Medizinischen Fakult?t Carl Gustav Carus der Technischen Universit?t Dresden, dem daf?r notwendigen Umfeld sowie einer Bedarfsanalyse f?r ein solches Konzept unter den Hochschullehrern des Studiengangs Medizin. Um die Bed?rfnisse nach einem funktionierendem Kursmanagementsystem darzulegen, bedarf es als erstem Schritt einer umfassenden Charakterisierung der Dresdner Curriculumsstruktur.
Die Reform des Medizincurriculums an der Medizinischen Fakult?t Dresden begann 1999 mit der Unterst?tzung des Stifterverbandes f?r die Deutsche Wissenschaft und durch Harvard Medical International, Boston, MA, USA. Zum gegenw?rtigen Zeitpunkt handelt es sich bei DIPOL
E-Learning - M?glichkeiten, Erwartungen und Realit?t
Obwohl E-Learning als Schlagwort zum Internet-Zeitalter geh?rt, gibt es kaum eine klare Definition, was darunter zu verstehen ist, d. h. welche Methoden, Abl?ufe und Techniken dabei eingesetzt werden. Ganz allgemein umfasst E-Learning sicher jegliches multimedial unterst?tztes Lernen. Dieses sollte unabh?ngig von Ort und Zeit m?glich sein und auch eine stark individualisierbare Lernm?glichkeit bieten, die sich beispielsweise an den Kenntnissen der Anwender orientiert. Dies erfordert eine durchdachte technische Infrastruktur, die einen individuellen benutzerspezifischen Zugang zu den Lernsystemen bzw. die Kenntnis von Informationen ?ber den angemeldeten Benutzer und dessen bisherige Arbeit mit der Lernumgebung erlaubt [1]. Neben dem Begriff E-Learning werden weitere Bezeichnungen verwendet, welche den Fokus der jeweiligen Technik genauer zu charakterisieren versuchen (auch wenn hier die Definition nicht eindeutig ist): E-Learning legt den Fokus auf die Vermittlung von Inhalten, online learning umfasst auch alle dar?ber hinaus notwendigen Techniken zum Management der Kurse sowie zur Durchf?hrung und Auswertung von Pr?fungen. Schlie?lich betont remote learning den Aspekt, dass der Zugriff auf die Lernm?glichkeiten unabh?ngig an jedem Ort und zu jeder Zeit ?ber das Netz erfolgen kann. Dies gilt auch f?r die Kommunikation mit den Kursleitern oder zum Austausch mit anderen Studierenden.
Basis f?r jegliches E-Learning sind Informationssysteme, welche typischerweise in einer Client-Server-Architektur organisiert sind. Am Arbeitsplatz des Anwenders (Client) ist es vorteilhaft, wenn dort keine spezielle Software installiert werden muss, sondern ein Internet-Browser zum Zugriff auf das Lernangebot ausreicht. Die Informationsinhalte werden in der Regel auf mehreren Servern vorgehalten, die meist dedizierte Aufgaben erf?llen (Content-Erstellung, Anwendungen, Benutzerinformationen, Stundenplanung). Somit besteht eine zentrale konzeptionelle und technische Aufgabe darin, dass die unterschiedlichen Systeme integriert werden, d. h. der Datenzugriff und Austausch zwischen den Systemen geregelt wird.
Grunds?tzlich kann zwischen reinen Lernsystemen, die auch als Virtual Learning Environments bezeichnet werden, und so genannten Managed Learning Environments unterschieden werden. Letztere unterst?tzen auch die Organisation des Lernvorgangs und Studienbetriebes und setzen damit zwangl?ufig eine st?rkere Integration mit anderen Informationssystemen der Einrichtung voraus.
Virtual Learning Environments (VLEs)
VLEs [2] realisieren Funktionalit?ten, welche die unmittelbar mit dem Lernen in Zusammenhang stehenden Arbeitsprozesse umfassen. Diese m?ssen technisch realisiert werden und enthalten zahlreiche Anforderungen. Zun?chst ben?tigen die Autoren eine leistungsf?hige und leicht zu bedienende Umgebung, um Kursinhalte erstellen zu k?nnen. Diese sollten auch den bequemen Zugriff auf Archive wie Bilddaten oder Fachinformationen erlauben. Die kooperative Erstellung von Inhalten ben?tigt die Kommunikation zwischen den Autoren, beispielsweise ?ber ein Workflow-System. Zudem ist eine Versionierung notwendig, um gegebenenfalls auch auf ?ltere Varianten zur?ckgreifen zu k?nnen. In der Praxis ist es andererseits schwierig, im Klinikalltag t?tige Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter f?r derartige neue Tools zu begeistern. Vielmehr stellt sich hier eher die Aufgabe, wie Informationen, die h?ufig in Form von Word oder Powerpoint vorhanden sind, einfach und effektiv f?r das Web bzw. die E-Learning Umgebung aufbereitet werden k?nnen. In vielen F?llen - insbesondere, wenn es sich um Vorlesungsinhalte handelt - reicht sowohl den Studierenden als auch den Lehrenden eine schnelle Bereitstellung an einer zentralen, strukturierten Seite im Web in der Regel v?llig aus. Die Nutzung der Systeme erfordert ein individuelles Login der Studierenden, um auch Informationen beispielsweise ?ber den Stundenplan oder Pr?fungen individuell weitergeben zu k?nnen. W?hrend der Nutzung ben?tigen die Studierenden Kommunikationsm?glichkeiten mit den Kursleitern oder aktuell aktiven anderen Studierenden. Wege hierf?r bieten Emails, Mailinglisten, Chatforen und Blackboards. Fragen und Antworten in Form von multiple choice Tests oder durch die Eingabe von freien Texten erlauben die individuelle Lernkontrolle w?hrend der Abarbeitung der Module. Hierdurch kann sowohl individuell der einzelne Studierende als auch das gesamte Modul analysiert werden. E-Learning Systeme sollen auch die M?glichkeit zur Integration von Nicht-Standardtechniken wie Simulationen bieten, was beispielsweise zu einem verbesserten Verst?ndnis von komplexen physiologischen Vorg?ngen f?hren kann. Sind die Inhalte schon beim Erstellen durch technische Unterst?tzung geeignet indiziert worden, so kann eine effektive inhaltliche Suche f?r Studierende und Autoren erfolgen. Schlie?lich sollte die E-Learning Umgebung sowohl f?r die Autoren als auch Anwender ein einfaches und durchg?ngiges look & feel besitzen, deren Bedienung durch Online-Hilfetexte unterst?tzt erfolgt.
Managed Learning Enviroments (MLEs)
Neben den M?glichkeiten, die sich mit dem unmittelbaren Lernen besch?ftigen, werden die so genannten MLEs [3] auch an andere Systeme gekoppelt, welche das Management und die Koordination von Arbeitsschritten erlauben. Beispielsweise bietet ein Abgleich mit aktuell vorhandenen Immatrikulationsdaten der Studierenden zahlreiche Vorteile. Beispielsweise erlaubt dies die automatische Verl?ngerung von Benutzerzug?ngen zu den EDV-Arbeitspl?tzen und zum Webangebot. Zudem k?nnen erbrachte Leistungen direkt in den Datenbestand des jeweiligen Studierenden eingepflegt werden. Zus?tzliche Fachinformationen der Bibliothek sollten ebenfalls im Rahmen der E-Learning Umgebung eingebunden sein. M?glichkeiten bieten eine Link-Sammlung auf ausgew?hlte und elektronisch verf?gbare Fachzeitschriften oder der Zugriff auf B?cher, die in elektronischer Form im Netz bereit stehen. Zudem ist eine Ankopplung an Finanzsysteme beispielsweise notwendig, um Druckerkosten zu erfassen. Die anfallenden Daten sollten auch f?r Controlling-Zwecke zug?nglich sein. Hieraus entstehen unter anderem Statistiken zur Nutzung der Lernmodule und ?ber die Beitr?ge von Einrichtungen bzw. der Dozenten. Das Studiendekanat muss die M?glichkeit zur Planung und zum Management der Veranstaltungen haben. Hierzu z?hlt die Einteilung der Studierenden und Lehrenden, sowie die Zuweisung von R?umen und der ben?tigten Technik. Insbesondere die spezielle Form der DIPOL
Aktueller Stand
Die im vorhergehenden Abschnitt zusammengestellten Anforderungen an E-Learning Umgebungen machen schnell deutlich, dass der personelle und technische Aufwand daf?r sehr hoch ist. Ohne eine funktionierende Technik k?nnen selbst die besten Inhalte nicht zur Geltung kommen. Andererseits lebt ein System von attraktiven medizinischen Inhalten, ohne die es nur Selbstzweck w?re. Bei der aktuellen Personal- und Finanzsituation, kann kaum auf gro?z?gige personelle und finanzielle Unterst?tzung gehofft werden. Daher scheidet sowohl eine komplette Neuentwicklung als auch der Einkauf von kommerziellen Systemen in der Regel aus. Andererseits bietet das OpenSource-Umfeld vielf?ltige M?glichkeiten und Alternativen, genau wie Kooperationen mit anderen Hochschulen oder die Nutzung von zentralen landesweiten Ressourcen wie den Bildungsportalen. Bei all diesen M?glichkeiten darf jedoch nicht der zeitliche und damit verbundene personelle Aufwand bei der Einf?hrung und beim Betrieb untersch?tzt werden. Auch sind die Entscheidungstr?ger nicht immer davon ?berzeugt, dass die neuen Techniken bei den Lehrenden und insbesondere den Studierenden Akzeptanz finden. Generell sollte fakult?tsintern abgewogen und entschieden werden, welcher Stellenwert dem E-Learning im Studienbetrieb zukommt. Zudem k?nnten die neuen Techniken personelle Ressourcen einsparen bzw. einen zus?tzlichen Service gegen?ber den Studierenden bieten. Auch aus diesem Grund sind im Rahmen der Umsetzung eines technischen Konzeptes stets die Eindr?cke der Benutzer einzuholen.
Umfrageergebnisse
Um den Bedarf von Seiten der Lehrenden zu erfassen, fand eine Befragung aller Kursleitungen der vorklinischen Module und DIPOL
Auch wenn die Umfrage klar den Bedarf an einem Kursmanagementsystem aufzeigt, deutet insbesondere die letzte Frage (F10) an, dass der konkrete aktive Beitrag eines Kursleiters unterschiedlich eingesch?tzt wird. Hier k?nnen sicher nur einfach zu bedienende L?sungen ein Abhilfe schaffen, die dem Kursleiter wie im Filebrowser auf dem eigenen Rechner erlauben, die gew?nschten Inhalte auf die E-Learning-Plattform zu ?bertragen.
Ein zentraler Arbeitskreis
Die Fakult?tsleitung hat zudem Anfang 2004 einen IT-Arbeitskreis (ITAK) eingesetzt, der die IT-Entwicklung an der Fakult?t koordinieren soll. Der Arbeitskreis mit etwas 10 Personen ist interdisziplin?r besetzt. Neben IT-Fachleuten (Medizinisches Rechenzentrum, Institut f?r Medizinische Informatik, IT-Betreuer) sind Personen beteilt, die Know-how aus den Bereichen Klinikum, Forschung sowie Studentenverwaltung und Fakult?tsverwaltung mitbringen. Der Arbeitskreis hat sich im Jahr 2004 insbesondere des Themas E-Learning angenommen und versucht, ein einheitliches E-Learning-Konzept f?r die Fakult?t zu entwickeln. Parallel dazu wurden die Umsetzungen begonnen und zum Teil abgeschlossen, von denen einige exemplarisch dargestellt werden.
medInfo - eine eigene Entwicklung
Viele medizinische Einrichtungen haben bereits fr?hzeitig mit der Entwicklung und dem Einsatz von E-Learning L?sungen begonnen [6]. Zum Teil hat das BMBF Arbeiten zur Erstellung von Basistechnologien sowie von Inhalten unterst?tzt. Auch die Medizinische Fakult?t in Dresden war an derartigen Projekten beteiligt. Parallel dazu wurde seit 2001 unter der Leitung des Instituts f?r Medizinische Informatik an der Fakult?t an der Entwicklung einer Lehr- und Lernplattform unter dem Namen medINFO in Kooperation mit Medieninformatiker der Technischen Universit?t Dresden gearbeitet. Auf der Basis von OpenSource-Technologien (PHP, mysql) wurde ein rein webbasiertes System bestehend aus den zwei wesentlichen Komponenten - dem learning environment und dem authoring tool - etabliert (O. Tiebel et al, AMEE, Bern 2003)
E-Portal: Lehrportal auf OpenSource-Basis
Das medInfo-System war trotz der guten Nutzbarkeit insbesondere durch eine fehlende Benutzerverwaltung limitiert, so dass im Jahr 2004 mit den Erfahrungen des medInfo-Projektes eine Neuentwicklung auf der Basis von OpenSource Produkten - dem Applikationsserver zope (
Selbst bei der Realisation des - im Vergleich zu einem vollst?ndigen VLE oder MLE verh?ltnism??ig einfachen - Lehrportals haben wir erfahren, dass eine Reihe von Personen mit unterschiedlichstem Know-how bez?glich EDV-Technik, Verwaltung und Inhalt einbezogen werden muss. H?ufig lagen die Schwierigkeiten mehr bei der Entscheidungsfindung zum Anforderungsprofil bzw. der Strukturierung von Lehrinhalten als bei der technischen Umsetzung. Beteiligt am Gesamtprozess waren und sind akademische Mitarbeiter, die das Online-Material entwickeln, EDV-Kr?fte, die bei der Erstellung und ?bertragung der Inhalte in das WWW helfen und spezielle Transformation von Datenbest?nden realisieren. Zudem werden technische Mitarbeiter zum Betrieb von Hardware und Software sowie der dazugeh?rigen Infrastruktur ben?tigt. Ein nicht zu untersch?tzender Aufwand an Zeit erfordert die Schulung von neuen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern sowie deren Unterst?tzung bei Problemen. Schlie?lich muss ein kleiner - sowohl technisch als auch inhaltlich versierter - Kreis in enger Kooperation mit den Anwendern das technische Gesamtkonzept weiterentwickeln.
Studentische Evaluierung des ersten Einsatzes des Lehrportals auf Opensource- Basis
Evaluiert wurde der Einsatz des "E-Portals" von den Studenten des Wintersemesters 2004/05 mit Hilfe folgender Items:
1. Ich habe das E-Portal im Rahmen des Kurses intensiv genutzt
2. Das Lehrportal hat eine hohe Nutzerfreundlichkeit
3. Das E-Learning an der Fakult?t sollte ausgebaut werden.
Antwortm?glichkeiten waren: trifft gar nicht zu (1) bis trifft voll zu (6)
Befragt wurden Studenten aller Kurse des dritten bis f?nften Studienjahres (1087). Dabei ist zu ber?cksichtigen, dass es sich um eine sich wiederholende studentische Klientel in drei Kursen des dritten, in zwei Kursen des vierten und in drei Kursen des f?nften Studienjahres handelt. Einen gro?en Einfluss hatte des Weiteren das qualitativ und quantitativ unterschiedliche inhaltliche Angebot der einzelnen Kurse im E-Portal (siehe Tabelle 1 [Tab. 1]):
Demnach nutzt die Mehrheit der Studenten das Angebot und w?nscht einen weiteren Ausbau desselben an der Fakult?t.
Technische Realisation
Abbildung 1 [Abb. 1] zeigt den technischen Realisationsansatz, welcher eine Integration verschiedenster Systeme umfasst. Es gilt der Grundsatz, dass m?glichst ausschlie?lich webbasierte Techniken verwendet werden, so dass auf den Arbeitsplatzrechnern (Clients) keinerlei Installation von Software notwendig ist und ein Internet-Browser ausreicht. Zur Authentifizierung finden aktuell lokale Login-Zug?nge Verwendung, die aber in K?rze durch einen zentralen LDAP-Authentifizierungsserver ersetzt werden sollen, welcher dann mit einem individuellen Benutzernamen und Passwort den Zugriff auf verschiedenste Systeme gestattet. Die LDAP-Technologie (Light Weight Directory Protocol) besitzt zudem den Vorteil, dass die meisten Systeme - sowohl aus dem kommerziellen als auch OpenSource Bereich - damit zusammenarbeiten k?nnen. Zur Nutzung des Online-Angebotes ben?tigen die Studierenden Arbeitspl?tze und einen guten Zugang zum Netz. Erstere sind in Form von drei Studentenpools bei uns vorhanden (rund 30 PCs f?r 2000 Studierende). Zudem setzen wir im Foyerbereich sowie der Teilbibliothek Medizin auf die Funknetz-Technik (WLAN), die von den Studierenden immer st?rker genutzt und gefordert wird. Au?erdem verf?gen viele Studierende mittlerweile ?ber leistungsf?hige Netzzug?nge in den Wohnheimen und auch zu Hause, so dass der Ausbau der PC-Pool-Kapazit?ten aktuell nicht notwendig erscheint. Um das E-Learning Angebot auch in Kursen und Vorlesungen nutzen zu k?nnen, sind in den H?rs?len sowie Seminar- und Praktikumsr?umen PCs sowie eine gute Netzanbindung erforderlich, was leider erst zum Teil realisiert ist. Ein nicht nur in Abbildung 1 zentrales System stellt die Stunden- und Raumplanung dar, wo wir kurz vor der Einf?hrung eines Systems stehen. Dieses muss die aktuelle Struktur der Einheit und der DIPOL-Veranstaltungen abbilden k?nnen. Letzteres ist beispielsweise notwendig, um einzelne Vorlesungen oder Praktika in den dazugeh?rigen Modulen wieder finden zu k?nnen. Diese Information wird au?erdem zu Controlling-Zwecken ben?tigt. Zudem ist die Erstellung eines individuellen Stundenplanes pro Student, welcher auch in verschiedene Studiengruppen zentral eingeteilt wird, erforderlich. Deshalb besteht ein direkter Kontakt zum Webangebot, wo der Studierende die entsprechenden Informationen unter seinem pers?nlichen Login abrufen bzw. auch Anmeldungen zu Veranstaltungen selbstst?ndig vornehmen kann. Die Abl?ufe rund um den Lehrbetrieb werden unterst?tzt durch ein System, welches die automatisierte Auswertung von "Multiple Choice" Pr?fungen gestattet sowie ein webbasiertes Evaluierungssystem, ?ber das die Studierenden die Lehrveranstaltungen beurteilen. Verbesserte Querverbindungen zu den Pr?fungssystemen sind geplant und werden nach der Einf?hrung der zentralen Benutzerverwaltung ?ber den LDAP-Dienst m?glich. Zudem kooperieren wir mit externen Hochschulen, insbesondere der LMU M?nchen, und bauen eine Nutzung und Integration von medizinischen F?llen des Systems CASUS (
Es gibt nat?rlich auch zahlreiche andere Produkte sowohl aus dem kommerziellen als auch dem Open Source Umfeld, die man alternativ einsetzen k?nnte und die sicher auch viele Vorteile bieten. Manche kommerziellen Systeme erf?llen sicher alle Anforderung in einem Produkt. Andererseits scheint es kaum m?glich zu sein, vor dem Kauf ein Konzept ?ber die gew?nschten Funktionen zu erstellen. Auch aus diesem Grund haben wir uns f?r einen sukzessiven Aufbau unserer Infrastruktur entschieden.
Literatur
[1] Google.de [Homepage im Internet]. Definitionen von e-learning im Web. 2005. [zitiert 6 Jul 2005]. Zug?nglich unter: http://www.google.de/search?hl=de&lr=&oi=defmore&q=define:e-learning.[2] Dillenbourg E. Virtual Learning Environments. EUN Conference 2000. Genf: Universit?t; 2000. Zug?nglich unter: http://tecfa.unige.ch/tecfa/publicat/dil-papers-2/Dil.7.5.18.pdf.
[3] JISC.ac.uk [Homepage im Internet]. Managing the future with MLEs. [zitiert 6 Jul 2005]. Zug?nglich unter: http://www.jisc.ac.uk/uploaded_documents/MLESG%20report%20v2.pdf.
[4] Fischer MR, Aulinger B, Baehring T. Computer-based training (CBT). Case-oriented learning on the PC with CASUS/ProMediWeb System. Dtsch Med Wochenschr. 1999;124(46):40.
[5] Fischer MR, Schauer S, Grasel C, Baehring T, Mandl H, Gartner R, Scherbaum W, Scriba PC. CASUS model trial. A computer-assisted author system for problem-oriented learning in medicine. Z Arztl Fortbild. 1996;90(5):385-389.
[6] Fischer MR. E-learning in medical education, graduate and continuing medical education. Status and prospects. Med Klin. 2003;98(10):594-597.
