This work is motivated by the question: how much complexity is appropriate for a cloud parameterization used in general circulation models (GCM). To approach this question, cloud parameterizations across the complexity range are explored using general circulation models and theoretical Monte-Carlo simulations. Their results are compared with high-resolution satellite observations and simulations that resolve the GCM subgrid-scale variability explicitly. A process-orientated evaluation is facilitated by GCM forecast simulations which reproduce the synoptic state. For this purpose novel methods were develop to a) conceptually relate the underlying saturation deficit probability density function (PDF) with its saturated cloudy part, b) analytically compute the vertical integrated liquid water path (LWP) variability, c) diagnose the relevant PDF-moments from cloud parameterizations, d) derive high-resolution LWP from satellite observations and e) deduce the LWP statistics by aggregating the LWP onto boxes equivalent to the GCM grid size. On this basis, this work shows that it is possible to evaluate the sub-grid scale variability of cloud parameterizations in terms of cloud variables. Differences among the PDF types increase with complexity, in particular the more advanced cloud parameterizations can make use of their double Gaussian PDF in conditions, where cumulus convection forms a separate mode with respect to the remainder of the grid-box. Therefore, it is concluded that the difference between unimodal and bimodal PDFs is more important, than the shape within each mode. However, the simulations and their evaluation reveals that the advanced parameterizations do not take full advantage of their abilities and their statistical relationships are broadly similar to less complex PDF shapes, while the results from observations and cloud resolving simulations indicate even more complex distributions. Therefore, this work suggests that the use of less complex PDF shapes might yield a better trade-off. With increasing model resolution initial weaknesses of simpler, e.g. unimodal PDFs, will be diminished. While cloud schemes for coarse-resolved models need to parameterize multiple cloud regimes per grid-box, higher spatial resolution of future GCMs will separate them better, so that the unimodal approximation improves.

This paper deals with a measure theoretical model for evaluation of e-learning programs. Based on methods of general measure theory an evaluation model is developed which can be used for assessment of complex target structures in context of e-learning programs. With the presented rating function target structures can be evaluated by a scoring value which indicates how the targets in sense of a given logical target structure has been reached. A procedure is developed for the estimation of scoring values for target structures based on adapted assessment checklists.

Der zielgerichtete Einsatz innovativer Operationstextilien ist eine wichtige Maßnahme zur perioperativen Infektionsprophylaxe. Operationsmäntel und -abdecktücher sind den Bereichen Mehrweg- und Einwegprodukte zuzuordnen, mit deren Nutzung ein entsprechender Ressourcenverbrauch sowie Schadstoffbelastung verbunden sind. Den Anwendern ist die Auswahl kostengünstiger und umweltfreundlicher Produkte, gleiche Funktionalität vorausgesetzt, zurzeit nicht möglich, da Operationstextilien bislang in dieser Ganzheitlichkeit noch nicht betrachtet und untersucht worden sind. Das interdisziplinäre Verbundvorhaben befasst sich deshalb mit der ganzheitlichen Evaluierung innovativer Operationstextilien unter realen Praxisbedingungen nach funktionalen, hygienischen sowie ökologisch und ökonomischen Aspekten im Verlaufe ihres Lebenszyklus. Das Verbundvorhaben wird in 4 Teilprojekten mit folgenden wissenschaftlichen Zielstellungen bearbeitet: - Entwicklung einer Methode zur ganzheitlichen Evaluierung von OP-Textilien - Bewertung der Barrierewirkung von OP-Textilien hinsichtlich ihrer Struktur-Eigenschafts-Beziehungen in Abhängigkeit von den Nutzungszyklen - Bewertung der Barrierewirkung von OP-Textilien hinsichtlich ihrer Qualität und Konformität in Abhängigkeit von den Nutzungszyklen - Mikrobiologische und physikalische Untersuchungen zum Einfluss der Struktur von Operationstextilien auf deren Dampfsterilisation unter Praxisbedingungen - Ökonomische und ökologische Aspekte beim Erhalt der Barrierewirkung - Verknüpfung der funktionalen, ökonomischen und ökologischen Bewertungen zur Erstellung von Entscheidungsinstrumenten für den indikationsgerechten Einsatz von OP-Textilien. / The specific use of innovative O.R. textiles is an important measure for the perioperative infection prophylaxis. Surgical gowns and drapes are available as single-use and re-usable products. Their use is connected with the corresponding consumption of resources and environmental pollution. At present, the selection of cost-saving and environmental-friendly products with a high level of protection is not possible, because O.R. textiles have not been integral investigated up to now. Hence, the interdisciplinary project is dealing with the holistic evaluation of O.R. textiles according to hygienic, ecological and economic criteria during their life cycle influenced by real conditions in practice. The integrated project consists of 4 sub projects with the following scientific objectives: - developing of a method for the holistic evaluation of O.R. textiles - assessment of the barrier effect of the O.R. textiles in reference to the structure-properties-relations depending on the use cycles - assessment of the barrier effect of the O.R. textiles in reference to the quality and conformity depending on the use cycle - microbiological and physical investigations regarding to the influence of the structure of the O.R. textiles on the steam sterilisation in practice - ecological and economic assessment of reprocessing and preservation of the barrier function depending on the use cycles.

Die vorliegende Arbeit umfasst die erste Evaluierung des 2017 beschlossenen Dresdner Radverkehrskonzepts. Die theoretische Vorgehensweise dafür wurde aus vorhandenen Evaluierungsleitfäden speziell für kommunale Radverkehrskonzepte abgeleitet. Auf Grundlage der Dresdner Klima- und Verkehrsziele wurde ein Indikatorkatalog entwickelt. Mithilfe von Sekundärdaten wurde das das Dresdner Radverkehrskonzept evaluiert. Der Indikatorkatalog und die Vorgehensweise können für die wiederholte Evaluierung des Radverkehrskonzepts eingesetzt werden. Nur einige der im Radverkehrskonzept geplanten Maßnahmen wurden bis Mai 2020 umgesetzt. Dementsprechend änderten sich die subjektive Sicherheit und die Zufriedenheit mit dem Radverkehrsangebot nur wenig. Die reale Fahrradnutzung stieg dagegen stark an.:1. Einführung 2. Wirkungsevaluierung kommunaler Radverkehrskonzepte 3. Radverkehrskonzept Dresden 4. Radverkehrskonzept Dresden: Evaluierung 5. Veröffentlichungsvorschlag für dresden.de 6. Schlussfolgerungen

Die Benutzerforschung zu digitalen Bibliotheken sieht sich aktuell zwei Herausforderungen gegenüber: dem Bestreben, Studien vermehrt über das Internet durchzuführen, und dem Wunsch, Benutzerverhalten in natürlichen Umgebungen statt in Laborsituationen zu erforschen. Asynchrone Remote-(Usability-)Tests sind eine methodische Herangehensweise, die möglicherweise die Lösung beider Bedürfnisse sind. Sie erlauben Personen die Teilnahme an einer Studie zu einem Zeitpunkt und an einem Ort ihrer Wahl; der Ort der Wahl entspricht dabei i.d.R der natürlichen Nutzungsumgebung der Teilnehmer. Da die Validität einer Studie von der Qualität der Daten abhängt, ist es für die Forschung sehr wichtig, die möglichen Einflüsse von Ablenkungen in der natürlichen Umgebung auf das Nutzerverhalten in der Testsituation zu bedenken. Das Dissertationsprojekt untersuchte, inwieweit asynchrone Remote-Studien aufgrund von störenden Ablenkungsfaktoren systematischen Fehler bei der Evaluierung digitaler Bibliotheken produzieren. In einem Experiment wurde das Vorhandensein von Ablenkung während der Testdurchführung in natürlichen Umgebungen ermittelt sowie der Einfluss dieser Ablenkung auf das Nutzungsverhalten analysiert. Experimentell wurde die Zeit gemessen, die Teilnehmer in einem Labor und Teilnehmer in ihrer natürlichen Umgebung zur Fertigstellung des Tests benötigten. Die Ergebnisse des Experiments zeigen, dass die Teilnehmer während der Studie stark abgelenkt waren und dass sie in ihrer natürlichen Umgebung deutlich mehr Zeit für denselben Test benötigten. Der Ort der Testdurchführung beeinträchtigte jedoch statistisch gesehen weder die Erledigung der Aufgaben noch die abgegebenen Bewertungen der Teilnehmer noch ihren Entscheidungsprozess. Aus den Ergebnissen folgt, dass der Ort der Testdurchführung nicht relevant ist, aber dass es von großer Bedeutung für die Validität der Daten ist, im Test zu erheben, was während der Durchführung in der natürlichen Umgebung des Teilnehmers geschieht. / User studies in digital libraries face two fundamental challenges. The first is the necessity of running more user studies in an online environment. Users can access digital library collections and services worldwide and the services should be usable at any time. This need for more online studies is coupled with a second need, a demand to test under realistic conditions outside of laboratories in users’ natural environment. Asynchronous remote usability tests are a methodological approach that might answer both needs: they allow participants to take part in a study at a time and place of their choice, often in the participants’ natural environment. Any chosen place, however, might be noisy. Distractions are ubiquitous in a user’s natural environment. An awareness of the potential influences of distractions on users’ behavior during test situations is of great importance, because the validity of a study depends on the quality of the data. If an instrument allows systematic mistakes in measurements because of distractions, the validity is at risk. This dissertation examined if distraction in the users’ natural environment produces a systematic mistake in digital library studies that take place at a time and location of participants’ choice. In order to investigate the existence of distractions during online user studies in digital libraries and to analyze the influence(s) of that distraction, a psychological experiment was set up. It ex¬amined completion time scores between participants in a laboratory and participants in their natural environment. The results of the experiment showed that participants were highly distracted and that participants in their natural environment needed more time to complete the same test. The setting did not affect successful task completions, the participants’ judgments of sites or their decision-making processes. This work can conclude that it does not matter where we test, but it matters what happens during the test.

Ziel der „Verkehrsökologischen Schriftenreihe“ ist es, die Forschungsergebnisse der Professur für Verkehrsökologie (TU Dresden) und ausgewählte studentische Arbeiten einer breiteren Öffentlichkeit zugänglich zu machen. Damit möchten wir einerseits die fachliche Diskussion zu Problemstellungen einer nachhaltigen Mobilitätsentwicklung und anderseits den offenen Zugang zu Wissen und Informationen unterstützen. Thematisch greift die Schriftenreihe dabei die folgenden Forschungsschwerpunkte der Professur auf: a) Nachhaltige Verkehrsentwicklung: Auswirkungen, Verfahren, Konsequenzen b) Klimaschutz, Energie und CO2 im Verkehr c) Luftreinhaltung & Lärm, Emissionsfaktoren und reale Fahrmuster d) Externe Kosten und Nutzen des Verkehrs, Kostenwahrheit und Internalisierung e) Rad- und Fußverkehr f) Umweltbildung, Monitoring und Evaluation g) Soziale Exklusion und Umweltgerechtigkeit im Verkehrsbereich

Für den Zugang zu grafischen Benutzungsoberflächen (GUIs) stehen blinden Menschen so genannte Screenreader und Braillezeilen zur Verfügung. Diese ermöglichen zwar das nicht-visuelle Wahrnehmen textueller Inhalte, allerdings kein effektives Arbeiten mit bildlichen Darstellungen. Neuartige taktile Flächendisplays können eine geeignete Lösung für den interaktiven Zugang zu tastbaren Grafiken darstellen und somit die Interaktionsmöglichkeiten blinder Benutzer im Umgang mit grafischen Anwendungen bereichern. Beispielsweise erlauben derartige Geräte nicht nur das Erkunden räumlicher Anordnungen, sondern darüber hinaus auch die kombinierte Ausgabe von Braille, Grafik und semi-grafischen Elementen. Um die deutlich größere Menge an gleichzeitig darstellbaren Informationen beherrschbar zu machen, sind neben entsprechenden Inhaltsaufbereitungen und Navigationsmechanismen auch geeignete Orientierungshilfen bereitzustellen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde am Beispiel der BrailleDis Geräte der Metec AG, welche eine taktile Ausgabefläche von 120 mal 60 Stiften bereitstellen, untersucht, inwieweit flächige Brailledisplays blinden Menschen eine effektive und effiziente Bedienung grafischer Benutzungsoberflächen ermöglichen. Neben dem Zugang zur GUI selbst sowie dem Lesen von Texten stellt dabei insbesondere das Arbeiten mit Grafiken einen wichtigen Aspekt dar. Um die Bedienung auf einem taktilen Flächendisplay zu erleichtern, ist eine konsistente Organisation der Inhalte hilfreich. Hierfür wurde ein neuartiges taktiles Fenstersystem umgesetzt, welches die Ausgabe nicht nur in mehrere disjunkte Bereiche unterteilt, sondern auch verschiedene taktile Darstellungsarten unterstützt. Zur Systematisierung der Gestaltung und Evaluation derartiger taktiler Benutzungsoberflächen sowie der darin stattfindenden Benutzerinteraktionen wurde zunächst eine Taxonomie erarbeitet. Dabei wurden neben der Interaktion selber, welche durch die Ein-und Ausgabe sowie die Handbewegungen des Benutzers beschrieben werden kann, auch die Benutzerintention in Form von taktilen Elementaraufgaben sowie die technischen Spezifikationen des Geräts mit einbezogen. Basierend auf der Taxonomie wurden anschließend relevante Aspekte identifiziert, welche in mehreren Benutzerstudien mit insgesamt 46 blinden und hochgradig sehbehinderten Menschen untersucht wurden. Die betrachteten Untersuchungsfragen betrafen dabei einerseits die Effektivität der Ausgabe in Form verschiedener taktiler Ansichtsarten sowie die Eingabe und Erkundung durch den Benutzer, andererseits auch Aspekte zur Effizienz konkreter Interaktionstechniken. Als Ergebnis der einzelnen Studien wurden abschließend konkrete Empfehlungen zur Umsetzung von Benutzungsoberflächen auf flächigen Brailledisplays gegeben. Diese beinhalten insbesondere Aspekte zur Ergonomie von taktilen Flächendisplays, zur Anzeige von textuellen Inhalten, zur Darstellung und Interaktion mit grafischen Inhalten sowie zu Orientierungshilfen. Insgesamt konnte mit Hilfe der Benutzerstudien gezeigt werden, dass flächige Brailledisplays blinden Menschen einen effektiven und effizienten Zugang zu grafischen Benutzungsoberflächen ermöglichen. Verschiedene taktile Darstellungsarten können dabei das Lösen unterschiedlicher Aufgaben unterstützen. Generell erfordert die flächige Interaktion vom Benutzer allerdings auch die Erweiterung seiner konventionellen Erkundungs-und Eingabestrategien. Die Bereitstellung neuartiger Interaktionstechniken zur Unterstützung der Orientierung kann die Effizienz zusätzlich steigern. / Blind people normally use screen readers as well as single-lined refreshable Braille displays for accessing graphical user interfaces (GUIs). These technologies allow for a non-visual perception of textual content but not for an effective handling of visual illustrations. Novel two-dimensional tactile pin-matrix devices are an appropriate solution to interactively access tactual graphics. In this way, they can enrich the interaction possibilities of blind users in dealing with graphical applications. For instance, such devices enable the exploration of spatial arrangements and also combine output of Braille, graphics and semi-graphical elements. To make the high amount of simultaneously presented information perceivable and efficiently usable for blind users, an adequate preparation of content as well as adapted navigation and orientation mechanisms must be provided. In this thesis the BrailleDis devices of Metec AG, which have a tactile output area of 120 times 60 pins, were used. The goal was to investigate to what extent large pin-matrix devices enable blind people to use graphical user interfaces effectively and efficiently. Access to the GUI itself, reading text, and dealing with graphics are the main aspects of the application area of such devices. To facilitate the operation on a two-dimensional pin-matrix device a consistent organization of the content is helpful. Therefore, a novel tactile windowing system was implemented which divides the output area into multiple disjunctive regions and supports diverse tactile information visualizations. Moreover, a taxonomy was developed to systematize the design and evaluation of tactile user interfaces. Apart from interaction that can be described by input and output as well as hand movements, the taxonomy includes user intention in terms of interactive task primitives and technical specifications of the device. Based on the taxonomy, relevant aspects of tactile interaction were identified. These aspects were examined in multiple user studies with a total of 46 blind and visually impaired participants. The following research topics were considered during the user studies: 1. the effectiveness of diverse tactile view types (output), 2. user input and exploration, and 3. the efficiency of specific interaction techniques. As a result, practical recommendations for implementing user interfaces on two-dimensional pin-matrix devices were given. These recommendations include ergonomic issues of physical devices as well as design considerations for textual and graphical content as well as orientation aids. In summary, the user studies showed that two-dimensional pin-matrix devices enable blind people an effective and efficient access to graphical user interfaces. Diverse tactile information visualizations can support users to fulfill various tasks. In general, two-dimensional interaction requires the extension of conventional exploration and input strategies of users. The provision of novel interaction techniques for supporting orientation can help to increase efficiency even more.

Einleitung Studierende der Veterinärmedizin müssen neben umfangreichem theoretischem Wissen zahlreiche praktische Fertigkeiten erlernen. Da jeder Einzelne in seinem eigenen Tempo lernt, besteht ein großer Bedarf an Trainingsmöglichkeiten. Kadaver und lebende Tiere sind selten in ausreichender Menge verfügbar und lebende Tiere sind zudem aus Gründen des Tierwohls nur eingeschränkt zu verwenden. Simulationsmodelle (Modelle von Organismen / Körperteilen) können hier Abhilfe schaffen. Kommerziell erhältliche Modelle sind sehr kostenintensiv und für die Tiermedizin noch nicht flächendeckend erhältlich. Zunehmend werden selbst entwickelte low-fidelity Modelle in der Tiermedizin verwendet. Aufgrund des Mangels an publizierten Daten zu ihrem Einsatz besteht intensiver Forschungsbedarf. Ziele der Untersuchungen In dieser Arbeit sollte untersucht werden, ob einfache, selbst entwickelte Simulationsmodelle (low-fidelity Modelle) erfolgreich in der Lehre eingesetzt werden können. Dazu wurden zwei selbst entwickelte und gebaute Simulationsmodelle evaluiert (Studie 1) und ihr Einsatz in Kombination mit anderen Lehrmedien untersucht (Studie 2). Materialien und Methoden In Studie 1 wurden zwei low-fidelity Modelle zur kaninen Intubation und Katheterisierung entwickelt und evaluiert. Es wurde ein Studiendesign genutzt, das die erworbenen Fertigkeiten zweier Übungsgruppen und einer Kontrollgruppe in einer praktischen Prüfung (OSCE = objective structured clinical examination) am toten Hund vergleicht. Achtundfünfzig Studierende (4. FS) erhielten eine theoretische Einführung zur Intubation und wurden randomisiert auf drei Gruppen aufgeteilt. Gruppe 1 (high-fidelity) übte am kommerziell erhältlichen Intubation Training Manikin, Gruppe 2 (low-fidelity) am entwickelten low-fidelity Modell und die Textgruppe las einen Text, der die Intubation beim Hund beschreibt. Siebenundvierzig Studierende (10. FS) durchliefen dasselbe Studiendesign zum Thema Katheterisierung der Hündin. Sie nutzten das kommerziell erhältliche Female Urinary Catheter Training Manikin, das selbst entwickelte low-fidelity Modell und Lehrtexte. In Studie 2 wurde die Vermittlung zweier spezifischer Fertigkeiten mit Hilfe von Potcasts und Simulationstraining evaluiert. Zwei anleitende Potcasts zu Intubation und Katheterisierung und die oben beschriebenen Modelle wurden innerhalb eines crossover-Studiendesigns genutzt. In dieser Studie sind Potcasts audio-visuell aufbereitete Animationen mit Schritt für Schritt – Anleitungen und Informationen. Die erworbenen praktischen Fertigkeiten zweier Übungsgruppen, die sich in der Art der theoretischen Vorbereitung unterschieden, wurden in einer praktischen Prüfung (OSCE) am toten Hund verglichen. Ein Fragebogen erfasste das Feedback der Teilnehmer. Sechzig Studierende (2. FS) wurden randomisiert auf eine Potcast- und eine Textgruppe aufgeteilt. Die Potcastgruppe sah sich das anleitende Potcast an, die Textgruppe bereitete sich anhand eines Lehrtextes vor. Im Anschluss hatten beide Gruppen separate Übungseinheiten an den low-fidelity Modellen ohne Betreuung durch Lehrende. Ergebnisse In Studie 1 schnitten alle Übungsgruppen signifikant besser ab als die Textgruppen. Gruppe 1 (high-fidelity) und Gruppe 2 (low-fidelity) unterschieden sich weder bei der Intubation noch bei der Katheterisierung signifikant in ihren Leistungen. In Studie 2 schnitt die Potcastgruppe beim Thema Intubation signifikant besser ab als die Textgruppe, beim Thema Katheterisierung ergaben sich keine signifikanten Unterschiede. Insgesamt hatte das Simulationstraining den Studierenden Spaß gemacht, das Lernen ohne Betreuer wurde jedoch als Herausforderung empfunden. Schlussfolgerungen Es ist davon auszugehen, dass low-fidelity Modelle genauso geeignet für das Training klinischer Fertigkeiten sein können wie high-fidelity Modelle. Das Training klinischer Fertigkeiten mit Hilfe von Potcasts und low-fidelity Modellen sollte durch Betreuer ergänzt werden, anstatt als alleiniges Lehrmedium für Studierende des ersten Studienjahres Verwendung zu finden. Eigenständiges Lernen klinischer Fertigkeiten, angeleitet durch Potcasts bietet eine Möglichkeit für vertiefendes und wiederholendes Training höherer Semester. Der Einsatz von Simulationsmodellen in der veterinärmedizinischen Ausbildung wächst seit wenigen Jahren stetig. Diese Arbeit leistet einen zeitgerechten Beitrag bei der Evaluierung von Simulationstraining. / Introduction Students of veterinary medicine are expected to acquire various practical skills in addition to a wide range of theoretical knowledge. There is a strong demand for training opportunities, as every individual learns and acquires practical skills at individual pace. For reasons of animal welfare concerns and availability, live animals and cadavers cannot always be used for clinical skills training. Simulation models, which are models of organisms or body parts can be a considerable alternative for clinical skills training. Models that are commercially produced often have a high price and are not available for all skills. Self-made models are increasingly used in veterinary education. Because there is few published data regarding their use, more scientific research is required. Aims of the Investigation The objective of this study was to determine, if self-made low-fidelity models can be successfully used in veterinary medical education. For this purpose, two self-made low-fidelity models were evaluated (study 1) and their use in combination with other teaching tools was analyzed (study 2). Materials and Methods In study 1, two self-made low-fidelity models for simulation of canine intubation and canine female urinary catheterization were developed and evaluated. We used a study design that compares acquired skills of two intervention groups and one control group in a practical examination (OSCE = objective structured clinical examination). Fifty-eight second-year veterinary medicine students received a theoretical introduction to intubation and were randomly divided into three groups. Group 1 (high-fidelity) was then trained on a commercially available Intubation Training Manikin, group 2 (low-fidelity) was trained on our low-fidelity model, and the text group read a text describing intubation of the dog. Forty-seven fifth-year veterinary medicine students followed the same procedure for training urinary catheterization using the commercially available Female Urinary Catheter Training Manikin, our self-made model, and text. Outcomes were assessed in a practical examination on a cadaver using an OSCE checklist. In study 2 we evaluated the teaching of two specific clinical skills using potcasts and low-fidelity simulation training. Two instructional potcasts describing intubation and catheterization and both low-fidelity models described above were used. In our study, potcasts are audio-visual animations that provide the learner with step by step information and instruction on a clinical skill. We used a crossover study design and compared the acquired practical skills of two intervention groups after a different theoretical preparation. A survey captured the participants’ feedback. Sixty first year veterinary medicine students were randomly allocated to two groups, a potcast group and a text group. The potcast group watched a potcast while the text group read an instructional text for preparation. Then both groups had separate self-directed training sessions on low-fidelity models. Outcomes were assessed in practical examinations on a cadaver using an objective structured clinical examination (OSCE) checklist. Results In study 1 all intervention groups performed significantly better than the text groups. Group I (high-fidelity) and group II (low-fidelity) for both intubation and catheterization showed no significant differences. In study 2 the potcast group performed significantly better than the text group in study intubation but no significant differences were observed in study catheterization. Overall, participants enjoyed clinical skills training but experienced self-directed learning as challenging. Conclusion Low-fidelity models can be as effective as high-fidelity models for clinical skills training. Clinical skills training using potcasts and self-directed low-fidelity simulation training should be complemented by supervisor or peer instruction rather than used as exclusive tool for teaching first year veterinary students. We assume though, that self-directed learning instructed by our potcasts can be a valuable chance for deepening and repetitive training of higher semesters. The use of simulation models in veterinary education has been consistently increasing in the past few years. This study is an important, timely contribution to the evaluation of simulation based education.

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Einleitung Studierende der Veterinärmedizin müssen neben umfangreichem theoretischem Wissen zahlreiche praktische Fertigkeiten erlernen. Da jeder Einzelne in seinem eigenen Tempo lernt, besteht ein großer Bedarf an Trainingsmöglichkeiten. Kadaver und lebende Tiere sind selten in ausreichender Menge verfügbar und lebende Tiere sind zudem aus Gründen des Tierwohls nur eingeschränkt zu verwenden. Simulationsmodelle (Modelle von Organismen / Körperteilen) können hier Abhilfe schaffen. Kommerziell erhältliche Modelle sind sehr kostenintensiv und für die Tiermedizin noch nicht flächendeckend erhältlich. Zunehmend werden selbst entwickelte low-fidelity Modelle in der Tiermedizin verwendet. Aufgrund des Mangels an publizierten Daten zu ihrem Einsatz besteht intensiver Forschungsbedarf. Ziele der Untersuchungen In dieser Arbeit sollte untersucht werden, ob einfache, selbst entwickelte Simulationsmodelle (low-fidelity Modelle) erfolgreich in der Lehre eingesetzt werden können. Dazu wurden zwei selbst entwickelte und gebaute Simulationsmodelle evaluiert (Studie 1) und ihr Einsatz in Kombination mit anderen Lehrmedien untersucht (Studie 2). Materialien und Methoden In Studie 1 wurden zwei low-fidelity Modelle zur kaninen Intubation und Katheterisierung entwickelt und evaluiert. Es wurde ein Studiendesign genutzt, das die erworbenen Fertigkeiten zweier Übungsgruppen und einer Kontrollgruppe in einer praktischen Prüfung (OSCE = objective structured clinical examination) am toten Hund vergleicht. Achtundfünfzig Studierende (4. FS) erhielten eine theoretische Einführung zur Intubation und wurden randomisiert auf drei Gruppen aufgeteilt. Gruppe 1 (high-fidelity) übte am kommerziell erhältlichen Intubation Training Manikin, Gruppe 2 (low-fidelity) am entwickelten low-fidelity Modell und die Textgruppe las einen Text, der die Intubation beim Hund beschreibt. Siebenundvierzig Studierende (10. FS) durchliefen dasselbe Studiendesign zum Thema Katheterisierung der Hündin. Sie nutzten das kommerziell erhältliche Female Urinary Catheter Training Manikin, das selbst entwickelte low-fidelity Modell und Lehrtexte. In Studie 2 wurde die Vermittlung zweier spezifischer Fertigkeiten mit Hilfe von Potcasts und Simulationstraining evaluiert. Zwei anleitende Potcasts zu Intubation und Katheterisierung und die oben beschriebenen Modelle wurden innerhalb eines crossover-Studiendesigns genutzt. In dieser Studie sind Potcasts audio-visuell aufbereitete Animationen mit Schritt für Schritt – Anleitungen und Informationen. Die erworbenen praktischen Fertigkeiten zweier Übungsgruppen, die sich in der Art der theoretischen Vorbereitung unterschieden, wurden in einer praktischen Prüfung (OSCE) am toten Hund verglichen. Ein Fragebogen erfasste das Feedback der Teilnehmer. Sechzig Studierende (2. FS) wurden randomisiert auf eine Potcast- und eine Textgruppe aufgeteilt. Die Potcastgruppe sah sich das anleitende Potcast an, die Textgruppe bereitete sich anhand eines Lehrtextes vor. Im Anschluss hatten beide Gruppen separate Übungseinheiten an den low-fidelity Modellen ohne Betreuung durch Lehrende. Ergebnisse In Studie 1 schnitten alle Übungsgruppen signifikant besser ab als die Textgruppen. Gruppe 1 (high-fidelity) und Gruppe 2 (low-fidelity) unterschieden sich weder bei der Intubation noch bei der Katheterisierung signifikant in ihren Leistungen. In Studie 2 schnitt die Potcastgruppe beim Thema Intubation signifikant besser ab als die Textgruppe, beim Thema Katheterisierung ergaben sich keine signifikanten Unterschiede. Insgesamt hatte das Simulationstraining den Studierenden Spaß gemacht, das Lernen ohne Betreuer wurde jedoch als Herausforderung empfunden. Schlussfolgerungen Es ist davon auszugehen, dass low-fidelity Modelle genauso geeignet für das Training klinischer Fertigkeiten sein können wie high-fidelity Modelle. Das Training klinischer Fertigkeiten mit Hilfe von Potcasts und low-fidelity Modellen sollte durch Betreuer ergänzt werden, anstatt als alleiniges Lehrmedium für Studierende des ersten Studienjahres Verwendung zu finden. Eigenständiges Lernen klinischer Fertigkeiten, angeleitet durch Potcasts bietet eine Möglichkeit für vertiefendes und wiederholendes Training höherer Semester. Der Einsatz von Simulationsmodellen in der veterinärmedizinischen Ausbildung wächst seit wenigen Jahren stetig. Diese Arbeit leistet einen zeitgerechten Beitrag bei der Evaluierung von Simulationstraining. / Introduction Students of veterinary medicine are expected to acquire various practical skills in addition to a wide range of theoretical knowledge. There is a strong demand for training opportunities, as every individual learns and acquires practical skills at individual pace. For reasons of animal welfare concerns and availability, live animals and cadavers cannot always be used for clinical skills training. Simulation models, which are models of organisms or body parts can be a considerable alternative for clinical skills training. Models that are commercially produced often have a high price and are not available for all skills. Self-made models are increasingly used in veterinary education. Because there is few published data regarding their use, more scientific research is required. Aims of the Investigation The objective of this study was to determine, if self-made low-fidelity models can be successfully used in veterinary medical education. For this purpose, two self-made low-fidelity models were evaluated (study 1) and their use in combination with other teaching tools was analyzed (study 2). Materials and Methods In study 1, two self-made low-fidelity models for simulation of canine intubation and canine female urinary catheterization were developed and evaluated. We used a study design that compares acquired skills of two intervention groups and one control group in a practical examination (OSCE = objective structured clinical examination). Fifty-eight second-year veterinary medicine students received a theoretical introduction to intubation and were randomly divided into three groups. Group 1 (high-fidelity) was then trained on a commercially available Intubation Training Manikin, group 2 (low-fidelity) was trained on our low-fidelity model, and the text group read a text describing intubation of the dog. Forty-seven fifth-year veterinary medicine students followed the same procedure for training urinary catheterization using the commercially available Female Urinary Catheter Training Manikin, our self-made model, and text. Outcomes were assessed in a practical examination on a cadaver using an OSCE checklist. In study 2 we evaluated the teaching of two specific clinical skills using potcasts and low-fidelity simulation training. Two instructional potcasts describing intubation and catheterization and both low-fidelity models described above were used. In our study, potcasts are audio-visual animations that provide the learner with step by step information and instruction on a clinical skill. We used a crossover study design and compared the acquired practical skills of two intervention groups after a different theoretical preparation. A survey captured the participants’ feedback. Sixty first year veterinary medicine students were randomly allocated to two groups, a potcast group and a text group. The potcast group watched a potcast while the text group read an instructional text for preparation. Then both groups had separate self-directed training sessions on low-fidelity models. Outcomes were assessed in practical examinations on a cadaver using an objective structured clinical examination (OSCE) checklist. Results In study 1 all intervention groups performed significantly better than the text groups. Group I (high-fidelity) and group II (low-fidelity) for both intubation and catheterization showed no significant differences. In study 2 the potcast group performed significantly better than the text group in study intubation but no significant differences were observed in study catheterization. Overall, participants enjoyed clinical skills training but experienced self-directed learning as challenging. Conclusion Low-fidelity models can be as effective as high-fidelity models for clinical skills training. Clinical skills training using potcasts and self-directed low-fidelity simulation training should be complemented by supervisor or peer instruction rather than used as exclusive tool for teaching first year veterinary students. We assume though, that self-directed learning instructed by our potcasts can be a valuable chance for deepening and repetitive training of higher semesters. The use of simulation models in veterinary education has been consistently increasing in the past few years. This study is an important, timely contribution to the evaluation of simulation based education.