ArchivDeutsches Ärzteblatt5/2002Medizinstudium: Naturwissenschaftliche Grundkenntnisse nach der Vorklinik

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Medizinstudium: Naturwissenschaftliche Grundkenntnisse nach der Vorklinik

Dtsch Arztebl 2002; 99(5): A-252 / B-198 / C-186

Gebert, Gerfried

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LNSLNS Entrümpelung der theoretischen naturwissenschaftlichen Lehrinhalte

Die seit Jahren überfällige Strukturreform der Ausbildung zum Arzt scheint jetzt „auf der Zielgeraden“ zu sein. Konsens besteht in der Zielsetzung: Abbau der „Theorielastigkeit“ des Medizinstudiums zugunsten einer „praxisbezogenen“ Ausbildung, bessere Verzahnung vorklinisch-theoretischen und klinisch-praktischen Unterrichts sowie Konzentration auf fächerübergreifendes, problemorientiertes und möglichst fallbezogenes Lernen. Als Pilotprojekte dienen die nach der 8. Novelle der Approbationsordnung für Ärzte (ÄAppO) möglichen Modellstudiengänge, in denen die naturwissenschaftlichen Grundlagen von Beginn an anhand konkreter Problemstellungen gemeinsam mit den klinischen Inhalten vermittelt werden.
Die geplante 9. Novelle der Approbationsordnung entspricht weitgehend einem Entwurf, der in der vorangegangenen Legislaturperiode des Bundestages erarbeitet, aber nicht mehr parlamentarisch verabschiedet wurde. Ursprünglich (1995) sollte entsprechend den Vorschlägen einer Sachverständigengruppe die vorklinische Ausbildung (erste vier Semester) mit der propädeutisch-klinischen und theoretisch-klinischen Ausbildung (fünftes und sechstes Semester) zusammengefasst, auf fünf Semester gestrafft und mit einer gemeinsamen Zwischenprüfung abgeschlossen werden. Nachdem der Medizinische Fakultätentag und die Arbeitsgemeinschaft der Wissenschaftlichen Medizinischen Fachgesellschaften verlangten, die vorklinische Ausbildung und die Ärztliche Vorprüfung in der bisherigen Struktur beizubehalten, wurde die Reform der ersten Phase des Medizinstudiums zurückgenommen. In den Referentenentwürfen 1997/1998 feierte die Ärztliche Vorprüfung mit ihrem bisherigen Prüfungsstoffkatalog ihr Comeback – jetzt als 1. Abschnitt der Ärztlichen Prüfung etikettiert. Die 1995 beabsichtigte Integration der vorklinischen/theoretisch-klinischen Fächer zu acht Gebietsgruppen entfiel erneut. Die isolierten Kurse in den Naturwissenschaften blieben Pflichtveranstaltungen. Das Beharren auf den bisherigen Ausbildungsinhalten und
-strukturen in der Vorklinik entspricht dem Interesse der Fachvertreter an Besitzstandswahrung, ist aber im Kontext einer Reform der Ausbildung zum Arzt mit den dargelegten Zielen kontraproduktiv. Bereits Anfang der 80er-Jahre ist nachgewiesen worden, dass die Kenntnis der derzeit festgelegten vorklinisch-naturwissenschaftlichen Ausbildungsinhalte für die Beantwortung der am Ende des universitär-klinischen Studienabschnitts schriftlich gestellten Prüfungsfragen nahezu irrelevant ist.
Es ist bisher kaum erfasst worden, welche naturwissenschaftlichen Grundlagenkenntnisse in der Ausbildung zum Arzt nicht nur in der Lehre dargeboten, sondern von den Medizinstudenten auch tatsächlich erworben werden. Dabei bieten die bundesweiten schriftlichen Prüfungen ausreichend Material für die Untersuchung des am Ende der vorklinischen Ausbildung erreichten Kenntnisstands. Dies wird im Folgenden am Beispiel der in den Multiple-Choice-Fragen (MC) der Ärztlichen Vorprüfung vom Herbst 2001 geforderten physikalisch-physiologischen Grundlagen gezeigt.
Bei den Antwortauswahlfragen werden jeweils fünf Antwortalternativen angeboten. Die Quote richtiger Antworten („Rohwert“) gibt den Kenntnisstand generell überhöht wieder, weil die Lösung auch zufällig angekreuzt werden kann (statistische Wahrscheinlichkeit: 20 Prozent). Wenn man davon ausgeht, dass Kandidaten, die die Lösung nicht wussten, ebenso häufig die richtige wie eine der unzutreffenden Alternativen gewählt haben, kann man das Ergebnis rechnerisch korrigieren. Zwar ist diese Annahme einer Zufallsverteilung der Antworten von Kandidaten ohne Prüfungsstoffkenntnis problematisch, weil die einzelnen Alternativen unterschiedlich plausibel sein können. Da jedoch die so korrigierten Lösungsquoten mit Sicherheit näher am wahren Kenntnisstand liegen als die Rohwerte, erscheint dieser Korrekturansatz vertretbar.
Praktische Beispiele
Nur eine Aufgabe zu physikalisch-physiologischen Grundlagen wurde (zufallskorrigiert) von mehr als 60 Prozent der Kandidaten gelöst (Die Antwortquoten sind nach jedem Prüfungsgegenstand angegeben):
- Ein Basenüberschuss von +12 mmol/L kann durch Zugabe von 12 mmol/L H+-Ionen auf den Normalwert zurückgeführt werden.
75 Prozent

Ein (korrigierter) Anteil richtiger Antworten zwischen 35 und 60 Prozent fand sich bei:
- Das Produkt von Strom und Spannung hat die Dimension elektrische Leistung. 50 Prozent
- Der Spannungsabfall an einem Widerstand R1, der in Serie mit einem Widerstand R2 geschaltet ist, ist proportional zu R1/(R1 + R2).
38 Prozent
- Die Ladung eines Kondensators von 100 mF bei 8 V Spannung beträgt 0,8 mC. 45 Prozent
- Wenn durch ein Heizgerät von 1 kW Leistung 5 Prozent von 2 L siedendem Wasser verdampft werden sollen, sind 200 s erforderlich (Verdampfungswärme des Wassers mit 2 MJ/kg gegeben).
35 Prozent
- Wenn eine 2 mm dicke Schutzschicht gegen Röntgenstrahlen 50 Prozent der Strahlung absorbiert, bleiben hinter einer 1 cm dicken Schutzschicht 3 Prozent der ursprünglichen Strahlungsintensität übrig. 56 Prozent
- Aus einem Raum von 15 m² Grundfläche und 3 m Höhe entweichen bei Aufwärmung von –3 °C auf 27 °C etwa 5 m³ Luft. 51 Prozent
- Aus der Messung einer Stromstärke als 3 A ±30 mA und einer Spannung als 10 V ±0,5 V ist für den daraus zu berechnenden Widerstand die maximale relative Unsicherheit 6 Prozent.
44 Prozent
- Wenn der alveoläre CO2-Partialdruck bei einer alveolären Ventilation von 5 L/min 6 kPa beträgt, sinkt er bei gleich bleibender CO2-Produktion bei einer Ventilation von 6 L/min auf 5 kPa. 40 Prozent
- Die Differenz zwischen dem Druck im Pleuraspalt und dem Druck im Alveolarraum bei offener Glottis ist in maximaler Exspirationslage geringer als bei höherem Lungenvolumen. 40 Prozent

Zwischen 15 Prozent und 30 Prozent lag die zufallskorrigierte Lösungshäufigkeit bei:
- Das von einer Personenwaage angezeigte Gewicht wird geringer, wenn die darauf stehende Person eine Kniebeuge beginnt. 23 Prozent
- Bei der Addition zweier als Vektoren maßstabsgerecht gezeichneter, im Winkel von 60° zueinander stehender, entgegengesetzt gerichteter Geschwindigkeiten von je 1 m/s ist die resultierende Geschwindigkeit 1 m/s. 24 Prozent
- Wenn sich der Durchmesser eines konstant durchströmten Rohrs mit kreisförmigem Querschnitt von 4,5 cm auf 1,5 cm verengt, steigt die mittlere Strömungsgeschwindigkeit auf das 9fache (von 5 cm/s auf 45 cm/s). 25 Prozent
- Die Compliance von Lunge und Thorax zusammen ist geringer als die des isolierten Thorax. 16 Prozent
- Die geringste tangentiale Wandspannung (vorgegeben als proportional zu Transmuraldruck und Innenradius) haben von den Blutgefäßen die Kapillaren. 20 Prozent
- Wenn Albumin in einem Zentrifugenröhrchen (gegeben Sedimentationskonstante = Sedimentationsgeschwindigkeit/Zentrifugalbeschleunigung = 5 mal 10–13 s) einer Beschleunigung von 2 mal 105 mal der Schwerebeschleunigung g ausgesetzt wird (gegeben g » 10 m/s2), benötigen seine Moleküle für 1 cm Wanderung 104 s. 23 Prozent
- Um die Brennweite einer Sammellinse von 20 cm auf 40 cm heraufzusetzen, muss der Sammellinse eine Zerstreuungslinse von
40 cm Brennweite hinzugefügt werden. 20 Prozent
- Wenn die Leitfähigkeit einer Zellmembran für Natrium- und Kaliumionen gleich groß ist und das Membranpotenzial nur von diesen beiden Ionen bestimmt wird, liegt es beim Mittelwert der Gleichgewichtspotenziale von Natrium- und Kaliumionen. 25 Prozent
- Wenn bei einem nach der Michaelis-Menten-Kinetik ablaufenden Einwärtstransport durch die Zellmembran die Außenkonzentration des transportierten Stoffes von 0,1 Km auf 0,05 Km halbiert wird, verringert sich die Transportrate auf etwa die Hälfte. 28 Prozent
Überforderte Kandidaten
Überfordert waren die Kandidaten (Anteil richtiger Antworten nahe der statistischen Zufallstrefferrate) durch folgende Aufgaben:
- Um die Konzentration eines gelösten Stoffes von 0,25 mg/mL auf 0,1 mg/mL herabzusetzen, müssen zwei Teile der Ausgangslösung mit drei Teilen Lösungsmittel versetzt werden.
- Die Wellenlänge einer elektromagnetischen Welle von 27 MHz (Therapiegerät) in Luft liegt bei 10 m (Voraussetzung für die Lösung ist die Kenntnis der Lichtgeschwindigkeit).
- In einer 80 °C heißen Sauna mit einem Wasserdampfdruck von 70 mm Hg ist eine evaporative Wärmeabgabe unmöglich (Voraussetzung für die Lösung ist die Kenntnis des Dampfdrucks von Wasser bei Körpertemperatur, zum Beispiel in der wasserdampfgesättigten Luft in der Lunge, von 47 mm Hg und das Wissen, dass Schweiß nur verdunsten kann, wenn sein Dampfdruck über dem der Luft liegt).
Die Aufgaben zu physikalisch-physiologischem Grundlagenwissen in der Ärztlichen Vorprüfung im Herbst 2001 stellten offensichtlich keine überzogenen Anforderungen. Die Lösungshäufigkeit lag im Durchschnitt unter 35 Prozent (wenn die Zufallstrefferrate berücksichtigt wird), obwohl die Kandidaten zum Prüfungszeitpunkt den Höhepunkt ihres Kenntnisstands erreicht haben sollten und neun von zehn der in Regelstudienzeit antretenden Studenten die Vorprüfung bestanden.
Quintessenz
Die naheliegende Schlussfolgerung, dass Ausbildungsintensität und Prüfungsanforderungen in den naturwissenschaftlichen Fächern angehoben werden sollten, ist nicht sachgerecht. Der Umfang des Wissens in den medizinischen Grundlagenfächern hat in den letzten Jahrzehnten explosionsartig zugenommen. In den Bereich Vorklinik sind zusätzlich die „Einführung in die Klinische Medizin“ und die „Berufsfelderkundung“ aufgenommen worden. Konfrontiert mit dieser nicht bewältigbaren Fülle an Informationen, können die Medizinstudenten das zu erwerbende Wissen im schlechteren Fall prüfungsorientiert (anhand der Fragensammlungen der schriftlichen Prüfungen) und im besseren problem- beziehungsweise relevanzorientiert (nach dem Stellenwert für die ärztliche Tätigkeit) auswählen. Die überwiegend sehr gute bis gute Bewertung der Kandidaten in den abschließenden klinischen Examina zeigt, dass die in der Vorprüfung nicht beherrschten Grundlagenkenntnisse im weiteren Verlauf der Ausbildung zum Arzt keine wesentliche Bedeutung haben beziehungsweise, sofern sie unverzichtbar sind, auch später im Kontext klinischer Fragestellungen erworben werden können.
Die neuen Schwerpunkte im Medizinstudium sollten diesen Fakten Rechnung tragen. Angebot und Anforderungen in den „reinen“ Naturwissenschaften, in denen nur eine Minderheit der Medizinstudenten nennenswerte Kenntnisse und Fähigkeiten erwirbt, sollten zugunsten von Gebieten reduziert werden, die für die Ausbildung zum Arzt offensichtlich wichtiger sind. Der Bereich sollte aus dem Prüfungsstoffkatalog gestrichen und naturwissenschaftlich orientierte Vorlesungen und Praktika sollten nur noch fakultativ für speziell interessierte Studenten angeboten werden. Dies gilt nicht nur für die Physik, sondern auch für Chemie und Biologie, da diese Grundlagenfächer ebenfalls nur marginal zum Erwerb von klinisch prüfungsrelevanten Kenntnissen beitragen. Durch Rückbesinnung auf das Konzept der Sachverständigengruppe zu Fragen der Neuordnung des Medizinstudiums in der Studienreform würde in den von Faktenpauken überfrachteten Anfangssemestern Raum für innovatives problemorientiertes Lernen mit besserem Praxisbezug geschaffen.

zZitierweise dieses Beitrags:
Dtsch Arztebl 2002; 99: A 252–254 [Heft 5]

Literatur beim Verfasser

Anschrift des Verfassers:
Prof. Dr. med. Gerfried Gebert
Institut für medizinische und
pharmazeutische Prüfungsfragen
Große Langgasse 8, 55116 Mainz
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