Key words radiology - teaching - education - COVID-19 - E-Learning
Einleitung
Am 30.01.2019 erklärte die World Health Organization (WHO) COVID-19 zu einem globalen Notfall [1 ]. Trotz starker Bemühungen breitete sich SARS-CoV-2 global aus, was am ersten Jahrestag der Pandemie weltweit zu mindestens 102.177.365 Krankheitsfällen und 2.209.313 bestätigten Todesfällen geführt hatte [2 ]. Kontakteinschränkungen und „Social Distancing“ sind zur Unterbrechung von Infektionsketten notwendig. Entsprechend gaben zum Höchststand der ersten Krankheitswelle in Europa bis zu 85 % der Universitäten an, auf Präsenzlehre verzichten zu müssen, da sie den strengen Hygieneanforderungen nicht gerecht werden könnten [3 ]. Neben dem alltäglichen Leben wurde hierdurch auch die medizinische Hochschullehre massiv eingeschränkt [4 ]. Um den Ausbildungsstand aktueller Studierender mittelfristig nicht zu gefährden, wurde die deutsche Hochschullehre in Reaktion „vom Status quo in die digitale Welt gezwungen, ohne gut darauf vorbereitet zu sein“ [5 ]
[6 ]. Für hochwertige und nachhaltige digitale Lehre werden gleichermaßen durchdachte, digitale Lehrangebote sowie adäquat ausgebaute technische Infrastrukturen benötigt [7 ]. Ausbau und Nutzung entsprechender Strukturen variieren jedoch zwischen den einzelnen Standorten [8 ]. Um den deutschsprachigen medizinischen Fakultäten in dieser Situation ad hoc Unterstützung anbieten zu können, wurde von der Deutschen Röntgengesellschaft e. V. (DRG) zu Beginn der Pandemie daher ein auf die wesentlichen universitären Lerninhalte zugeschnittenes Kurssystem namens „CoRad-19“ erstellt [9 ]
[10 ]. Die insgesamt 9 modularen Kurse bestehen aus einer Mischung aus Vorlesungen, Theoriefragen und interaktiven Fällen und sind von den Hochschulstandorten einzeln oder als Komplettpaket buchbar, um gegebenenfalls bereits vorhandene Lehrangebote ergänzen zu können. Wahrgenommen wurde dieses Angebot von 13 medizinischen Hochschulstandorten aus ganz Deutschland, der Schweiz und Österreich. Während einzelne Standorte dabei tatsächlich nur ausgesuchte Kursmodule buchten, wurde an anderen Standorten die komplette radiologische Lehre durch CoRad-19-Kurse ersetzt. Im Rahmen dieser Studie erhoben wir systematisch, wie Studierende dem Medium E-Learning insbesondere im Hinblick auf die Radiologie gegenüberstehen und ob mit CoRad-19 messbare Lernerfolge bei Studierenden erzielt werden können.
Material und Methoden
Zielgruppe
Zielgruppe waren die Teilnehmenden der CoRad-19-Kursmodule aller Hochschulstandorte. Die Untersuchung wurde vom 01. April bis zum 01. Oktober 2020 durchgeführt. Hinsichtlich demografischer Aspekte erhoben wir die Muttersprache, das Geschlecht und das Alter der Teilnehmenden.
Umfrage und Kursmodule
Wir erfragten Vorerfahrungen und bisherige Kontakte der Studierenden zur Radiologie, ihre grundsätzliche Einstellung gegenüber E-Learning und ob bisher digitale Angebote genutzt wurden. Unmittelbar vor und nach der Absolvierung eines Kursmoduls wurden die Teilnehmenden gebeten, anonym ihren persönlichen Leistungsstand einzuschätzen. Die Selbstevaluation geschah mithilfe einer 4-Punkte Likert-Skala (1 = trifft überhaupt nicht zu, 2 = trifft eher nicht zu, 3 = trifft eher zu, 4 = trifft voll zu) bezüglich jedes Lernziels der insgesamt 9 Kursmodule (siehe [Tab. 1 ]). Aufgrund des anonymen Charakters der Umfrage war die Konsultation einer Ethikkommission für die Auswertung nicht notwendig.
Tab. 1
Kursmodule und Lernziele.
Kursmodule und Lernziele
Thematische Selbstevaluationen
Technik & Strahlenschutz
Sonografie, Strahlenschutz, Aufbau und Funktion einer Röntgenröhre, Aufbau eines CT, Hounsfield-Skala,
Funktionsweise eines MRT, T1- und T2-Wichtung
8
Thorax-Radiologie
Anatomie, CT, Bildmorphologische Pathologie bei Lungenarterienembolie und Pneumothorax
6
Abdominelle Radiologie
Anatomie, Bildmorphologische Aspekte von Zysten und Veränderungen der Aorta
5
Angiografie & Interventionen
Anatomie, Punktion, Generelle Pathologie und Indikationen
4
Kindderradiologie
Anatomie, Systematik, Typische Pathologien
4
Mamma-Diagnostik
Systematik, Sensitivität, Typische Pathologien
4
Muskuloskelettale Radiologie
Knochen in verschiedenen Modalitäten, Arthrose, Frakturen, Tumoren
5
Neuroradiologie
Ischämien, Bandscheibenprolaps
3
Abschlusskurs „Alltag in der Radiologie“, thematisch durchmischt
Anatomie, Systematik, Typische Pathologien, Interesse am Fachbereich Radiologie
4
= Gesamt
43
Statistik
Die statistischen Analysen wurden mit IBM SPSS Statistics Version 27 für Windows (Armonk, NY, USA) durchgeführt. Normalverteilte Variablen wurden als Mittelwert ± Standardabweichung (SD), nicht normalverteilte Variablen als Median und Interquartilsabstand (IQR) angegeben.
Zur Erhöhung der Genauigkeit fokussierten wir uns in den einzelnen Modulen auf intraindividuelle Vergleiche. Datensätze mit fehlenden Werten in einzelnen Kategorien wurden exkludiert. Normalverteilte Variablen wurden mittels einer einfaktoriellen Varianzanalyse (ANOVA) mit Messwiederholungen analysiert, nicht normalverteilte Variablen wurden mit dem Friedman-Test untersucht. Für die Post-hoc-Tests wurde eine Alphakorrektur nach Dunn-Bonferroni durchgeführt. Ein p-Wert von < 0,05 galt als Indikator für statistische Signifikanz. Als Maß für die Effektstärke (r ) berechneten wir die Pearson-Korrelation. Dabei galten Werte von 0,1 bis 0,3 als indikativ für eine geringe, von 0,3 bis 0,5 für eine mittlere und ≥ 0,5 für eine große Effektstärke.
Zur besseren Vergleichbarkeit und optimierten Darstellung fassten wir die Selbsteinschätzungen bezüglich einzelner Lernziele kursweise zusammen. Zudem erhoben wir, wie viel Prozent der Teilnehmenden vor und nach den Modulen positive Antworten (3 und 4) gaben und berechneten die Differenz als Indikator für den Lernerfolg.
Ergebnisse
Zielgruppe
Zum Zeitpunkt der Auswertung hatten insgesamt 994 Studierende die Selbstevaluationen ausgefüllt. 451 vollständige Datensätze wurden inkludiert und intraindividuell ausgewertet (45 %). Das durchschnittliche Alter der Teilnehmenden lag bei 25 ± 4 Jahren. Zur Geschlechterverteilung wurden folgende Angaben gemacht: 152 männlich, 273 weiblich, 26 keine Angabe. Insgesamt 87 % unserer Teilnehmenden gaben Deutsch als Muttersprache an, etwa 4 % Italienisch, 3 % Französisch, 1 % Englisch, und 5 % gaben andere Sprachen an. Siehe [Abb. 1 ] für weitere Details.
Abb. 1 Datensätze, Vorerfahrungen, Genutzte E-Learning-Angebote, Kontakte mit der Radiologie.
Meinungen gegenüber dem Medium E-Learning
E-Learning wurde sowohl vor als auch nach der Teilnahme an CoRad-19 als „sehr sinnvoll“ eingeschätzt (4 [IQR 3–4], p = 0,527, r = 0,16). Auch E-Learning als Methode wurde sowohl vorher als auch nachher als „sehr gutes“ Medium bewertet (4 [IQR 3–4], p = 0,414, r = 0,17). Besonders hervorzuheben ist jedoch, dass nach der Teilnahme signifikant mehr Studierende die Radiologie als besonders geeignet für den Einsatz digitaler Lehre werteten (vorher: 3 [IQR 3–4] vs. nachher 4 [IQR 3–4], p = 0,005, r = 0,6). [Abb. 2 ] stellt die Meinungen der Studierenden zum Medium E-Learning vor und nach Teilnahme an unseren Kursen grafisch dar.
Abb. 2 Meinungen gegenüber dem Medium E-Learning.
Kurse
Die intraindividuelle Auswertung der Kursmodule zeigte, dass die Selbsteinschätzungen der Teilnehmenden jeweils nach Wahrnehmung der Kurse signifikant höher ausfiel als zuvor (≥ 10 % Lernerfolg, Friedman-Test: χ²(1) > 6,8, p ≤ 0,009, n ≥ 120). Dabei zeigten sich keine Unterschiede zwischen den Teilnehmenden bezüglich Muttersprache, Geschlecht, Alter oder Vorerfahrungen in der Radiologie (p = 0,861). Die größten Lernerfolge konnten in den Kursmodulen „Kinderradiologie“ (47 %, p < 0,001, r = 0,67) sowie „Muskuloskelettale Radiologie“ (44 %, p < 0,001, r = 0,66) erzielt werden. Lediglich im thematisch durchmischten Abschlusskurs „Alltag in der Radiologie“, der verschiedene Fälle aller Teilfachbereiche enthält, war der beobachtete Effekt gering (r = 0,24). Die Selbstevaluation vor Teilnahme an dem Abschlusskurs fiel im Vergleich zu den Selbstevaluationen vor Beginn der anderen Kurse jedoch signifikant höher aus (p < 0,025). Siehe [Abb. 3 ] für weitere Details.
Abb. 3 Zusammengefasste Selbstevaluation bezüglich der Kurslernziele (n = Bewertungen * Lernziele).
Post-Hoc-Analyse der Lernziele
Besonders hohe subjektive Lerneffekte wurden bei dem Lernziel „Pathologien und Tumoren“ im Modul „Muskuloskelettale Radiologie“ mit 72 % sowie mit 68 % bei dem Lernziel „Typische Pathologien“ im Modul „Kinderradiologie“ erzielt (jeweils p < 0,001, r > 0,7; siehe suppl. Tab. 1 ). Mit 10 % Lernerfolg konnten wir trotz signifikanter Verbesserung im thematisch durchmischten Abschlusskurs „Alltag in der Radiologie“ den geringsten Effekt beobachten (vorher 3 [IQR 2–3], nachher 3 [IQR 3–3], r = 0,24). Die Post-Hoc-Analyse zeigte in diesem Modul keine Veränderungen bezüglich der Lernziele „Anatomie“ (vorher 3 [IQR 3–3], nachher 3 [IQR 3–3]; p = 0,763), „Pathologie“ (vorher 3 [IQR 2–3], nachher 3 [IQR 3–3]; p = 0,285) und „Systematik“ (vorher 3 [IQR 2–3], nachher 3 [IQR 3–3]; p = 0,109). Eine signifikante Verbesserung konnte jedoch bezüglich des im Rahmen dieses Kursmoduls zusätzlich abgefragten, allgemeinen Interesses gegenüber der Radiologie beobachtet werden (vorher 3 [IQR 2–3], nachher 3 [IQR 3–4]; p = 0,02). [Abb. 4 ] stellt die Selbsteinschätzungen der Lernziele im Abschlusskurs „Alltag in der Radiologie“ vor und nach Teilnahme an dem Kursmodul dar.
Abb. 4 Post-hoc-Analyse „Alltag in der Radiologie“ vor und nach Absolvierung des Kurses.
Diskussion
E-Learning ist ein integraler Pfeiler moderner Lehre. Bereits vor der COVID-19-Pandemie wurden digitale Angebote von vielen Studierenden ergänzend wahrgenommen, der Fokus der medizinischen Ausbildung lag jedoch im Präsenzunterricht. Im Rahmen der Pandemie mussten sich weltweit Lehreinrichtungen unvorhergesehen auf eine fundamentale Veränderung des Lehrangebots einstellen. In dieser repräsentativen Umfrage wurden die Selbstevaluationen Medizinstudierender ausgewertet, die das durch die DRG bereitgestellte CoRad-19-Kurssystem absolviert hatten. Wir erhoben, wie die Teilnehmenden dem Medium E-Learning gegenüberstehen und ob das modulare Kurssystem CoRad-19 zu messbaren Lernerfolgen führt. Die von uns befragten Studierenden standen digitaler Lehre sowohl vor als auch nach der Teilnahme an CoRad-19 sehr positiv gegenüber. Eine positive Haltung Studierender gegenüber digitaler Lehre spiegeln auch andere aktuelle Studien wider. Sud et al. Zeigten beispielsweise, dass 97,2 % der von ihnen befragten Studierenden in Web-basierten Lehrmethoden eine suffiziente Alternative zu Präsenzunterricht sahen [11 ]. Nach Teilnahme an CoRad-19 waren signifikant mehr Teilnehmende davon überzeugt, dass sich die Radiologie besonders gut für digitale Lehre eignet. Dies deckt sich ebenso mit den Ergebnissen anderer Studien. Häusler et al. Konnten beispielsweise erheben, dass sich radiologische Vorlesungen und Seminare besonders gut digital umsetzen lassen [12 ]. Wie andere Studien kamen jedoch auch Häusler et al. Zu dem Schluss, dass sich digitale Vorlesungen oder Seminare zur Vermittlung praktischer Fähigkeiten aufgrund der geringeren Interaktivität weniger eignen [13 ]
[14 ]. Die Erstellung eines Befundes, eine der zweifelsohne wichtigsten praktischen Fähigkeiten in der Radiologie, findet jedoch auch in der täglichen Routine fast ausnahmslos digital statt. Bei entsprechender Interaktivität kann radiologische Befundung daher problemlos digital gelehrt und gelernt werden. Gleichwohl müssen digitale Lehrformate der Radiologie neben datenschutzrechtlicher Konformität auch strukturellen Gegebenheiten standhalten können. So müssen im Vergleich zu anderen Fachrichtungen viel größere Datenmengen pro Patient und Untersuchung ablegbar – und auch möglichst dynamisch und interaktiv wieder abrufbar – sein [15 ]. In Publikationen anderer Fachrichtungen wurde die Umstellung auf rein digitale Lehre aufgrund nicht suffizient ausgebauter technischer Infrastrukturen als besonders herausfordernd beschrieben [16 ]. Die bereits vor der Pandemie vergleichsweise gut ausgebaute, weil technisch notwendige, Vernetzung in der Radiologie konnte hier sicher maßgeblich zu der problemlosen Bereitstellung von CoRad-19 beitragen [15 ]. Dennoch geben sich nationale Stimmen eher verhalten optimistisch, was eine zeitnahe, fachbereichsübergreifende Digitalisierung betrifft [6 ]. In Zusammenschau schlussfolgern wir, dass sich das Fachgebiet Radiologie gut für die digitale Lehre anbietet, die Radiologie jedoch aufgrund ihrer technischen Anforderungen auch besonders gut auf eine Umstellung auf digitale Lehre vorbereitet war. Wie andere Forschungsgruppen konnten auch wir feststellen, dass digitale Lehre zu messbaren subjektiven Lernerfolgen führt. So konnten Kaur et al. zeigen, dass digitale Lehrmethoden bei Medizinstudierenden in der Pandemie nahezu genauso effektiv sind wie klassischer Präsenzunterricht [17 ]. Backhaus et al. wiesen darauf hin, dass sich digital affinere Studierende signifikant schlechter auf klassische Vorlesungsformate einstellen konnten, als weniger digital affine Studierende [18 ]. Bei generell voranschreitender Digitalisierung könnte eine zunehmende Umstellung auf digitale Lehre zukünftigen Generationen also entgegenkommen. Dennoch hoben Wilcha et al. richtigerweise kritisch hervor, dass ausschließlich digitale Lehrangebote mit weniger Interaktion zwischen den Studierenden selbst sowie zwischen den Studierenden und den Dozierenden einhergehen [5 ]. Eine Fallbearbeitung in Lerngruppen könnte fachspezifische Interaktion im Vergleich zu klassischem Präsenzunterricht jedoch eher verstärken. Häusler et al. schlussfolgerten in ihrer Studie zudem, dass eine digitale Unterrichtseinheit thematisch streng auf die Lernziele begrenzt sein sollte [12 ]. Unsere Ergebnisse zeigten signifikante subjektive Lernerfolge in allen themenspezifischen Kursmodulen. Von allen Kursen war die Effektstärke dieser signifikanten Verbesserungen in dem themenübergreifenden Abschlussmodul „Alltag in der Radiologie“ dabei am geringsten. Dieser verhältnismäßig gering ausgeprägte Effekt ist jedoch dadurch zu erklären, dass die Selbstevaluation bereits vor der Teilnahme an diesem Modul signifikant höher ausfiel als bei allen anderen Modulen. In Zusammenschau kann also diskutiert werden, dass die Teilnehmenden durch die anderen Kurse bereits sehr gut auf die Fragen des Abschlusskurses vorbereitet waren. Der zwar signifikant gesteigerte, jedoch im Vergleich zu den anderen Kursen geringere Lernerfolg in diesem Modul liegt somit mutmaßlich an seiner Positionierung als Abschlusskurs. Die Teilnahme am CoRad-19-Kursprogramm steigerte das Interesse der Teilnehmenden am Fach Radiologie signifikant. In Zeiten des Nachwuchsmangels für sämtliche medizinische Fächer und Fachgesellschaften ist dies ein starkes positives Signal, gute digitale Lehre als Aushängeschild zu priorisieren. Und das nicht nur für unsere Fachgesellschaft, sondern fächerübergreifend auch für andere medizinische Verbände und Organisationen. Diese Arbeit wird durch wenige Faktoren limitiert. So wurde den einzelnen Fakultäten selbst überlassen, welche Kursmodule sie buchen und auf welche Weise sie ihr eigenes Lehrangebot durch die Kurse anpassen wollten. Hieraus resultierte eine asymmetrische Inanspruchnahme der einzelnen Module. Ein einheitlicher, standortübergreifender Aufbau hätte sicherlich zu weniger unvollständigen Datensätzen in der intraindividuellen Auswertung geführt. Weiterhin wurden die subjektiven Selbstevaluationen jeweils zu Beginn und zum Ende des jeweiligen Kursmoduls durchgeführt. Hierdurch könnte eine Überschätzung des Langzeiterfolges stattgefunden haben, da das jeweilig erlernte Wissen ja immer noch direkt präsent war. Zeitversetzte oder modulübergreifende Evaluationen hätten diesen Faktor weiter eingrenzen können. Die in dieser Studie ausgewerteten subjektiven Selbstevaluationen könnten in Zukunft zudem durch modulübergreifende und zeitlich versetzte Leistungsabfragen weiter objektiviert werden. Zusammenfassend konnte die Radiologie mit ihrer sehr langen Erfahrung in der Digitalisierung und Vernetzung für die Pandemie rasch ein offensichtlich sehr gutes digitales Lehrangebot machen. Dieses wurde gut aufgenommen und hat zu messbaren Lernerfolgen geführt.
Insgesamt lässt sich also schlussfolgern, dass die Deutsche Röntgengesellschaft durch CoRad-19 den deutschsprachigen medizinischen Fakultäten in der noch andauernden COVID-19-Krise ad hoc wichtige Unterstützung bei der Aufrechterhaltung exzellenter Lehre bieten konnte. Zudem ist besonders hervorzuheben, dass es der Deutschen Röntgengesellschaft trotz der Pandemiesituation durch diese Kurse gelang, das Interesse der Studierenden an der Radiologie zu steigern.
