[Vertikale Integration der Biochemie: Das interdisziplinäre Spiralcurriculum im Brandenburgischen Modellstudiengang Medizin]

Jenny Engelmann ¹
Julia Schendzielorz ^2,3
Fabian Otte ¹
Alexander Bertram ¹
Meike Hoffmeister ^1,2
 Stefanie Oess <sup>1,2,3

1</sup> Medizinische Hochschule Brandenburg Theodor Fontane (MHB), Institut für Biochemie, Neuruppin, Deutschland
² Fakultät für Gesundheitswissenschaften, Gemeinsame Fakultät der Universität Potsdam, der Medizinischen Hochschule Brandenburg und der BTU Cottbus-Senftenberg, Neuruppin, Deutschland
³ Medizinische Hochschule Brandenburg Theodor Fontane (MHB), Zentrum für Studiengangsentwicklung, Aus- und Weiterbildungsforschung (ZSAW-BB), Neuruppin, Deutschland

Zusammenfassung

Zielsetzung: Zentrale Forderung für die Weiterentwicklung des Medizinstudiums ist die vertikale Integration, insbesondere die enge Verknüpfung von grundlagenwissenschaftlichen und klinischen Lerninhalten. Im beschriebenen Projekt sollte ein interdisziplinäres Spiralcurriculum Biochemie mit eigener Fachsystematik entwickelt und implementiert werden, das in die organ- und themenbezogenen Module des Brandenburgischen Modellstudiengangs Medizin integriert ist und die lerntheoretischen Vorteile der vertikalen Integration nutzt. Der Projektbericht bietet ein konkretes Umsetzungsbeispiel für Praktiker*innen.

Methodik: Die Entwicklung erfolgte in einem interdisziplinären Prozess. Der Lernerfolg wurde mit Hilfe des Progress Test Medizin vergleichend analysiert und die studentische Bewertung mittels eines Fragebogens evaluiert.

Ergebnisse: Das Spiralcurriculum Biochemie ist sowohl über den gesamten Studienverlauf als auch auf Ebene der Module, Modullernziele, Wochenthemen und interdisziplinären Lehrveranstaltungen vollständig in ein Z-Curriculum integriert. Ein exemplarisches Mapping mit NKLM und Gegenstandskatalog, der mit anderen Universitäten vergleichbare Lernerfolg und die Evaluation der Studierenden belegen die angestrebte Fachsystematik, die hochgradige vertikale Integration und deren positive Bewertung, z. B. in Bezug auf Relevanz und Förderung des Verständnisses der Lerninhalte. Gemäß Stufe 9 der Integrationsleiter nach Harden ist die biochemische Fachidentität erhalten, die Fachautonomie hingegen weitgehend aufgegeben.

Schlussfolgerung: Das Spiralcurriculum Biochemie setzt zentrale Forderungen zur Weiterentwicklung des Medizinstudiums um, demonstriert die erfolgreiche Anwendung der Prinzipien der vertikalen Integration und bestätigt die mit ihrem Einsatz verbundenen Chancen.

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1. Einleitung

1.1. Hintergrund

Zentrale Forderungen für die Weiterentwicklung des Medizinstudiums sind der modulare, fächerübergreifende Studienaufbau unter Aufgabe der Trennung von vorklinischem und klinischem Abschnitt sowie die Verknüpfung von theoretischen und praktischen Inhalten über den gesamten Studienverlauf [1]. Für Grundlagenfächer wie die Biochemie ist die Entwicklung solch interdisziplinärer Z-Curricula mit horizontaler Integration mit den anderen Grundlagenfächern sowie vertikaler Integration mit den klinischen und klinisch-theoretischen Fächern eine Herausforderung (siehe Abbildung 1 [Abb. 1]). Diese besteht insbesondere in der Anordnung der Ausbildungsinhalte entlang einer Fachsystematik bei gleichzeitiger inhaltlicher Eingliederung in organ- oder themenbezogene Module.

Mit diesem Projektbericht geben wir ein konkretes Beispiel dafür, wie diese Forderungen umgesetzt und dabei die aus der Lehr-/Lerntheorie abgeleiteten Prinzipien für die Gestaltung vertikal integrierter Z-Curricula angewendet werden können. Wir wenden uns an Praktiker*innen mit Verantwortung in der Lehre, Lehrorganisation und Curriculumsentwicklung, um Machbarkeit und Chancen aufzuzeigen, die fakultätsinterne wie auch -übergreifende Diskussion zu fördern und aktuelle Entwicklungsprozesse in der medizinischen Ausbildung zu unterstützen.

1.2. Der Brandenburgische Modellstudiengang Medizin (BMM)

Der BMM ist ein Modellstudiengang nach §41 der Ärztlichen Approbationsordnung (ÄApprO, 2002). Struktur, Inhalte und Lehrphilosophie weisen Charakteristika umfassender vertikaler Integration auf [2]: Der BMM ist modular aufgebaut und verfügt über ein Z-Curriculum. Zu Beginn des Studiums beziehen grundlagenorientierte Module klinische und klinisch-theoretische Inhalte ein, während zum Ende des Studiums Grundlageninhalte in klinisch definierten Modulen aufgegriffen werden. Studierende sind vom ersten Studienjahr an mit zunehmend mehr Verantwortung in die Versorgung von Patient*innen einbezogen (siehe Abbildung 1 [Abb. 1]). Das Curriculum ist kompetenzbasiert; Lehre und Prüfung orientieren sich an zentral festgelegten kognitiven, anwendungsbezogenen und affektiven Lernzielen. Problemorientiertes Lernen (POL) ist das zentrale Lehr-/Lernformat und strukturiert das Curriculum: Die Woche beginnt und endet typischerweise mit der Bearbeitung eines auf das Wochenthema abgestimmten POL-Falls. Innerhalb dieses POL-Rahmens werden zwei interdisziplinäre Seminare (IDS), ein Praktikum und eine Übung Diagnostik und Therapie (ÜDT) angeboten, welche die Studierenden bei der Erreichung der selbstgesteckten Lernziele unterstützen. Ein IDS wird von zwei Dozierenden aus zwei Fachdisziplinen gemeinsam unterrichtet. Summative Prüfungen finden modulübergreifend jeweils am Semesterende statt und nutzen verschiedene Prüfungsformate, insbesondere Multiple Choice (MC)-Fragen, Objective Structured Clinical/Practical Examination (OSCE/OSPE)-Parcours und mündlich-praktische Prüfungen. In MC-Prüfungen wird der Fragenanteil pro Fach und Lernziel über einen zentral festgelegten Blueprint geregelt [3], [4].

1.3. Lerntheoretische Grundlage der vertikalen Integration

Die fachliche Integration grundlagenwissenschaftlicher Lerninhalte, insbesondere die vertikale Integration, wird mit verschiedenen Vorteilen verbunden, die sich aus lerntheoretischen Modellen und Evidenzen ableiten [2], [5]: Durch den klinischen Kontext erkennen die Studierenden die Relevanz der Grundlageninhalte und den Sinn des Lernens, was sie gemäß der Theorie des Erwachsenenlernens [6], [7] motiviert, sich mit den Lerninhalten auseinanderzusetzen. Ein weiterer Vorteil bezieht sich auf die Art und Weise, wie Wissen im Gedächtnis gespeichert und abgerufen wird und ist durch Erkenntnisse der Kognitionspsychologie [8], [9] belegt. Diese besagen, dass Wissen dann am effektivsten ist, wenn seine Organisation im Gedächtnis der Art der Nutzung entspricht. Im Kontext der medizinischen Ausbildung bedeutet dies, dass die Integration von Grundlageninhalten mit klinischen Beispielen und die explizite Verbindung der Konzepte beider Bereiche den Wissensabruf, die langfristige Wissensspeicherung und ein tieferes Verständnis fördern [2], [5]. Schließlich unterstützt die vertikale Integration durch die wiederholte Anwendung der Grundlagenwissenschaften zur Erklärung verschiedener klinischer Inhalte die tiefe Durchdringung der Grundlageninhalte sowie die Herleitung von übergreifenden grundlagenwissenschaftlichen Konzepten und somit die Übertragbarkeit des grundlagenwissenschaftlichen Wissens [5].

Eine zwangsläufige Konsequenz der Integration von Grundlageninhalten in klinische Kontexte ist die Verteilung auf viele, relativ kleine Einheiten, deren Anordnung durch die klinischen Lerninhalte mitbestimmt wird. Dies birgt die Gefahr, dass die Lehre nicht ausreichend systematisch bzw. der inneren Logik des Faches entsprechend erfolgt und Studierende größere, fachspezifische Zusammenhänge und das Gesamtbild nicht erkennen [2], [10].

1.4 Zielsetzung des hier vorgestellten Projekts

Für den BMM sollte ein interdisziplinäres Spiralcurriculum Biochemie mit vollumfänglicher inhaltlicher Integration in die Module und eigener Fachsystematik entwickelt werden. Die Integration sollte in einer Weise erfolgen, die nicht nur das Verständnis der klinischen Bezüge, sondern auch die Durchdringung der biochemischen Inhalte und Zusammenhänge fördert. In Bezug auf die Fachsystematik sollte berücksichtigt werden, dass bei didaktischer Reduktion das Fach in Breite und Tiefe angemessen abgedeckt ist und durch die entsprechende Wahl und Anordnung der Inhaltseinheiten in einer Lernspirale Studierende erst einfachere, weniger komplexe Inhalte erarbeiten, um auf dieses Vorwissen im Studienverlauf aufzubauen, es zu vertiefen und zu erweitern (siehe Abbildung 1 [Abb. 1]).

2. Projektbeschreibung

2.1. Rahmenbedingungen und Vorgehensweise

Die Entwicklung des Spiralcurriculums Biochemie begann mit Berufung der Professur für Biochemie im Wintersemester (WiSe) 17/18. Zu diesem Zeitpunkt waren ca. 150 Studierende im BMM immatrikuliert und verteilten sich auf die Fachsemester 2, 4 und 6. Die modulare Gesamtstruktur des BMM war entwickelt und in der Studienordnung festgeschrieben. Für die Fachsemester 1-6 waren die Modullernziele (einschließlich derjenigen zu biochemischen Inhalten) sowie die Lehrveranstaltungen (LV) mit biochemischer Beteiligung festgelegt.

Die Entwicklung des Spiralcurriculums Biochemie erfolgte in einem interdisziplinären Prozess, an dem Professur und Mitarbeitende des Instituts für Biochemie, das Referat für Curriculumsentwicklung (heute ZSAW-BB), Kolleg*innen der Grundlagen-, der klinischen und klinisch-theoretischen Fächer sowie Studierende des BMM beteiligt waren. Die bestehenden Lernziele mit biochemischem Bezug sowie die Zuordnung der Biochemie zu Lehrveranstaltungen der Fachsemester 1-6 wurden im WiSe 17/18 überarbeitet. Die Entwicklung für die Fachsemester 7-10 folgte sukzessive bis zum Sommersemester (SoSe) 19. Der interdisziplinäre Austausch fand formalisiert im Rahmen von regelmäßigen Modulplanungssitzungen sowie im informellen Austausch statt. Alle Entwicklungsergebnisse wurden durch den Studienausschuss bestätigt.

2.2. Spiralcurriculum Biochemie

2.2.1. Umfang, Verteilung und Formate der biochemischen Lehr-/Lernveranstaltungen

Das Spiralcurriculum Biochemie erstreckt sich von Fachsemester 1-10 und das Fach Biochemie ist in 16 der 30 Module des BMM vertreten (siehe Abbildung 2 [Abb. 2]). Es umfasst 72 individuelle LV mit insgesamt 148 Lehrveranstaltungsstunden (LVS). Von insgesamt 1513 LVS modulabhängiger, fachspezifischer Lehre (ohne Wissenschafts- und Stationspraktikum) entfallen somit 9.8% auf LV, die durch die Biochemie oder mit ihrer Beteiligung unterrichtet werden. Dem Prinzip des Z-Curriculums folgend liegt die Mehrzahl dieser LV im 1. und 2. Studienjahr (siehe Abbildung 3 A/B [Abb. 3]). Die Hälfte der LV der Biochemie sind IDS, die andere Hälfte verteilt sich auf Tutorien, Praktika, ÜDT, Vorlesungen und Seminare (siehe Abbildung 3 C [Abb. 3]). Von den IDS finden 5 (14%) in horizontaler Integration mit den Grundlagenfächern Anatomie und Physiologie statt, die überwiegende Mehrheit (31; 86%) ist vertikal mit klinischen und klinisch-theoretischen Fächern integriert. Insgesamt kooperiert die Biochemie im Rahmen der IDS über den Studienverlauf hinweg mit 16 verschiedenen Fachrichtungen.

2.2.2 Lernspiralen biochemischer Themen

Im Spiralcurriculum Biochemie verteilen sich die biochemischen Themen auf insgesamt 23 Lernspiralen (siehe Anhang 1 [Anh. 1]). Die einzelnen Lernspiralen entsprechen den klassischen biochemischen Themensträngen, die von Mitarbeitenden des Instituts für Biochemie induktiv aus zwei Standardlehrwerken [11], [12] entwickelt wurden. Alle Lernspiralen werden in mindestens drei verschiedenen Modulen adressiert und beziehen sich auf vier oder mehr Modullernziele.

2.2.3. Detaillierte Darstellung der Lernspirale Nukleinsäuren

Die Lernspirale Nukleinsäuren erstreckt sich über die Fachsemester 1-10 und ist in 9 verschiedene Module integriert (siehe Anhang 2 [Anh. 2]). Sie verteilt sich auf 24 biochemische Inhaltseinheiten, die zu Studienbeginn einfacher und weniger komplex aufgebaut sind und im Studienverlauf zunehmend vertieft und erweitert werden. Alle Inhaltseinheiten adressieren eines oder mehrere der zentral festgelegten Modullernziele. Diese sind entweder explizit als fachspezifisches, auf das Thema Nukleinsäuren ausgerichtetes Lernziel formuliert oder integrieren den Nukleinsäure-Aspekt in ein organ- oder klinisch orientiertes Lernziel. 18 der Inhaltseinheiten stehen in direktem Bezug zum Wochenthema bzw. dem POL-Fall der Woche. Für diese Inhaltseinheiten ist das IDS das am häufigsten gewählte Lehrformat und die interdisziplinäre Integration des Themas Nukleinsäuren in das Wochenthema steht im Vordergrund. Inhaltseinheiten, die nicht in direktem Bezug zum POL-Fall bzw. Wochenthema stehen, werden größtenteils im Flipped Classroom Format umgesetzt. Den asynchronen Anteil können die Studierenden zu einem selbstgewählten Zeitpunkt auf der Lernplattform (LP) bearbeiten. Der synchrone Anteil findet als Tutorium (T) statt und ist nicht fest einer bestimmten Modulwoche zugeordnet. Die im Lehrformat LP/T adressierten Inhalte sind einerseits stärker grundlagenorientiert; andererseits werden explizit konkrete modulübergreifende Längsbezüge im Spiralcurriculum hergestellt.

Alle biochemischen Inhaltseinheiten bzw. Modullernziele stehen in Bezug zu den Inhalten des Nationalen Kompetenzbasierten Lernzielkatalogs Medizin (NKLM) [https://nklm.de/zend/menu] und des Gegenstandskatalogs (GK) „Chemie für Mediziner und Biochemie/Molekularbiologie“ [13]. Sie sind fast ausschließlich den Kapiteln 12, 19.1 und 19.2 des GK zuzuordnen, die sich explizit mit Nukleinsäuren bzw. der Speicherung, Übertragung und Expression genetischer Information beschäftigen, sowie Unterkapiteln, bei denen diese Aspekte in andere Themenbereiche (z. B. Erythropoese) integriert sind. Darüberhinaus werden in geringem Umfang Inhalte, die im GK „Biologie für Mediziner“ aufgeführt sind, von der Biochemie unterrichtet. Im Gegenzug finden sich einige wenige Inhalte, die typischerweise vom Fach Biochemie abgedeckt werden, im BMM in der Zuständigkeit anderer Fächer, z. B. das Thema „antibiotisches Wirkprinzip der Sulfonamide“ (GK 19.1.1) bei der Pharmakologie.

2.2.4. Berührungspunkt mehrerer biochemischer Lernspiralen im IDS Gelenkschmerz

Im Spiralcurriculum Biochemie treffen in den einzelnen LV in der Regel mehrere Lernspiralen aufeinander, wie nachfolgend für das IDS Gelenkschmerz aus der Lernspirale Nukleinsäuren exemplarisch gezeigt. Das IDS wird im Modul „Klinisches Denken und Handeln“ im 7. Fachsemester als gemeinsame Veranstaltung mit der Rheumatologie unterrichtet und dient der Erreichung des biochemischen Lernziels „Die Synthese sowie den Abbau von Nukleotiden in Grundzügen beschreiben können sowie Vorgänge, Symptome und Therapiemöglichkeiten der Störungen des Nukleotidstoffwechsels aus den Prinzipien der Synthese und des Abbaus ableiten und am Beispiel der Gicht erläutern können“. Durch die einzelnen Themenblöcke des biochemischen Teils werden sechs verschiedene Lernspiralen aufgegriffen, wobei sich der relative Zeitanteil für die Inhalte der verschiedenen Lernspiralen bzw. Themenblöcke unterscheidet (siehe Abbildung 4 [Abb. 4]).

3. Ergebnisse

3.1. Vergleichende Evaluation des Lernerfolgs mittels Progress Test Medizin (PTM)

Wir wollten prüfen, ob die Studierenden im Spiralcurriculum Biochemie des BMM, das in der Anordnung der Inhalte von der klassischen Fachsystematik abweicht, einen mit anderen Curricula vergleichbaren Lernerfolg im Fach Biochemie erzielen. Zu diesem Zweck haben wir den Lernerfolg in einer wissenschaftlichen Begleitstudie mit Hilfe des PTM [14] analysiert und dem der Studierenden der anderen teilnehmenden Universitäten gegenübergestellt.

3.1.1. Analysemethode und Studienpopulation

Der PTM ist eine formative Prüfung auf Absolvent*innenniveau [14]. Die Studierenden des BMM sind zur Teilnahme zu Beginn jeden Semesters verpflichtet. Analysiert wurden die PTM-Ergebnisse von SoSe 23, WiSe 23/24 und SoSe 24. Die teilnehmenden Universitäten bieten in der Mehrzahl Modellstudiengänge nach deutscher ÄApprO an (siehe Anhang 3 A [Anh. 3]). Die Zahl der auswertbar teilnehmenden Studierenden pro Fachsemester und Durchführung lag zwischen 452 (SoSe 23, 3. Fachsemester) und 1848 (SoSe 23, 4. Fachsemester) (siehe Anhang 3 B [Anh. 3]).

3.1.2. Statistische Auswertung

Für Datenmanagement und statistische Analysen wurde die Statistik-Software R genutzt (Version 4.4.3; R Core Team, 2025). Die Normalverteilung der Werte wurde mittels Shapiro-Wilk-Test geprüft. Für die Analyse von Gruppenunterschieden wurde bei normalverteilten Werten in beiden Vergleichsgruppen (BMM und andere) ein t-Test durchgeführt, bei nicht normalverteilten Werten in einer der Vergleichsgruppen ein Mann-Whitney-U-Test. Signifikante Unterschiede werden ab p-Werten ≤0,05 angenommen. Die Nichtunterlegenheitstests wurden für normalverteilte Werte auf Grundlage des t-Tests, für nicht normalverteilte Werte auf Grundlage des Mann-Whitney-U-Tests durchgeführt. Es wurden jeweils sieben verschiedene Äquivalenzgrenzen Δ (Δ=Cohen’s d * SD_andere) getestet, um Effektstärken von Cohen’s d=0,2 (kleine Effekte) bis Cohen’s d=0,8 (große Effekte) zu untersuchen.

3.1.3. Analysierte Fragen

Zur Auswahl der in die Analyse eingehenden Fragen des PTM haben wir vier Kategorien für Fragen mit biochemischem Bezug festgelegt (siehe Abbildung 5 A [Abb. 5]). Aus den insgesamt 600 PTM-Fragen haben wir in einem 2-stufigen Prozess 101 Fragen identifiziert und jeweils einer Kategorie zugeordnet: Im ersten Schritt wurden die Fragen durch zwei Mitglieder des Instituts für Biochemie unabhängig voneinander bewertet, ob sie einer der Kategorien entsprechen. Im zweiten Schritt wurden alle Fragen, die durch mindestens ein Mitglied benannt wurden, konsensuell durch mindestens 3 Mitglieder einer der Kategorien zugeordnet oder als keiner der Kategorien zugehörig bewertet. Die Nennung des Fragengegenstands im GK „Chemie für Mediziner, Biochemie und Molekularbiologie“ war Einschlusskriterium für Kategorie I oder II, unabhängig davon, ob der Inhalt im Spiralcurriculum Biochemie adressiert wurde (siehe Abbildung 5 A [Abb. 5]).

3.1.4. Forschungsfrage 1: Unterscheiden sich die PTM-Ergebnisse der Studierenden des BMM im Bereich Biochemie signifikant von denen anderer Universitäten?

Zum Studienende (Fachsemester 10) und in der Mehrheit der Fachsemester war kein signifikanter Unterschied im Antwortverhalten zwischen den BMM-Studierenden und denen der Vergleichsuniversitäten festzustellen. In Fachsemester 1, 3 und 4 beantworteten die BMM-Studierenden signifikant mehr Fragen richtig, als die Studierenden der Vergleichsuniversitäten (siehe Abbildung 5 B [Abb. 5]). Eine Einzelauswertung der vier Kategorien ergab, dass es bei Fragen der Kategorie I, in der isoliert biochemische Inhalte geprüft wurden, keine signifikanten Unterschiede im Antwortverhalten gab (siehe Abbildung 5 C [Abb. 5]). Bei Fragen der Kategorie II, in denen biochemisches Wissen in klinische Kontexte eingebettet war, gaben die Studierenden der Fachsemester 1-4 des BMM signifikant mehr korrekte Antworten als die Studierenden der Vergleichsuniversitäten (siehe Abbildung 5 D [Abb. 5]). Für die Fragen der Kategorie III und IV wurden ebenfalls keine signifikanten Unterschiede beobachtet, wobei die statistische Aussagekraft für diese Kategorien durch die geringe Fragenanzahl von 3 bzw. 6 Fragen limitiert ist (Daten nicht gezeigt).

3.1.5. Forschungsfrage 2: Kann eine im Vergleich mit anderen Universitäten schlechtere Beantwortung der PTM-Fragen im Bereich Biochemie durch Studierende des BMM ausgeschlossen werden?

Da das Ausbleiben des Nachweises eines signifikanten Unterschieds nicht gleichbedeutend mit dem Nachweis einer Nichtunterlegenheit ist, wurde ein Nichtunterlegenheitstest durchgeführt. Zum Studienende (Fachsemester 10) konnte eine signifikante Unterlegenheit der Studierenden des BMM gegenüber denen der Vergleichsuniversitäten in Bezug auf Fragen der Kategorien I-IV ausgeschlossen werden (kleine Effektstärke von Cohen’s d=0,2 mit p≤0,05; mittlere und starke Effekte von Cohen’s d=0,5-0,8 mit p≤0,001). Über alle Fachsemester hinweg ließen sich mittlere und starke Effekte ausschließen (mittlere Effektstärke von Cohen’s d=0,6 mit p≤0,05; starke Effekte von Cohen’s d=0,8 mit p≤0,001).

Insgesamt kann im Spiralcurriculum Biochemie ein mindestens gleichwertiger Lernerfolg nachgewiesen und eine Unterlegenheit ausgeschlossen werden.

3.2. Evaluation des Spiralcurriculums Biochemie durch die Studierenden des BMM

Das Spiralcurriculum Biochemie wurde mittels eines 15 Items umfassenden Fragebogens durch die Studierenden der Fachsemester 1-10 des BMM evaluiert. Jedes Item wurde auf einer 5-stufigen Likert-Skala bewertet, wobei zusätzlich die Option „kann ich nicht beantworten“ bestand. Der Fragebogen wurde mit einer Gruppe von 4 Studierenden pilotiert und angepasst. Die Befragung erfolgte im WiSe 24/25 freiwillig und anonym über die Web Applikation SoSci Survey [https://www.soscisurvey.de/]. Mit der Teilnahme stimmten die Studierenden der Verwendung der Evaluationsergebnisse in einem Forschungsvorhaben zu. Es wurden keine personenbezogenen Daten erhoben. Es besteht keine berufsrechtliche Beratungspflicht gemäß § 15 Berufsordnung der Landesärztekammer Brandenburg. Von den 574 per Email angeschriebenen Studierenden beantworteten 196 den Fragebogen ganz oder teilweise (Rücklaufquote 34.1%). Die semesterbezogene Rücklaufquote lag zwischen 49.3% (Fachsemester 3) und 21.6% (Fachsemester 8). Die Daten wurden deskriptiv statistisch ausgewertet. Die Anteile für „stimme voll und ganz zu“ und für „stimme zu“ wurden als „Zustimmung“ zusammengefasst.

In Bezug auf die Struktur des Spiralcurriculums Biochemie bewertete die Mehrheit der Studierenden, dass die biochemischen Lerninhalte so angeordnet sind, dass frühere Veranstaltungen die inhaltliche Grundlage für spätere Veranstaltungen legen (74,5% Zustimmung) und in Bezug auf ein Thema Detailgrad und Komplexität mit dem Studienverlauf zunehmen (65,3% Zustimmung). Die Häufigkeit und die Abstände, mit denen Themen wieder aufgegriffen werden, bewerteten die Studierenden mehrheitlich als sinnvoll (72,4% und 67,3% Zustimmung) (siehe Abbildung 6 A [Abb. 6]).

In Bezug auf ihren Lernprozess bewerteten die Studierenden mehrheitlich, dass sie bei Wiederaufgreifen eines Themas auf vorhandenes Wissen aufbauen können (59,2% Zustimmung), das Wiederaufgreifen bereits vorhandenes Wissen festigt (83,7% Zustimmung) und es ihnen erleichtert, neue Informationen zu verarbeiten (82,7% Zustimmung) (siehe Abbildung 6 B [Abb. 6]).

Die Studierenden gaben mehrheitlich an, dass die Verbindung von biochemischen mit klinischen und klinisch-theoretischen Lerninhalten die Relevanz der biochemischen Inhalte aufzeigt (84,7% Zustimmung), sie motiviert, die biochemischen Inhalte zu lernen (77,6% Zustimmung), und deren Verständnis sowie das Verständnis inhaltlicher Zusammenhänge innerhalb der Biochemie fördert (82,1% und 73% Zustimmung). Die Integration unterstützte in der Wahrnehmung der Studierenden zudem das Verständnis pathophysiologischer Vorgänge und klinischer Lerninhalte (83,2% Zustimmung) sowie inhaltlicher Zusammenhänge zwischen der Biochemie und den klinischen Fächern (76,5% Zustimmung). Darüber hinaus empfanden die Studierenden mehrheitlich, dass die Integration ihre Fähigkeit, biochemisches Wissen auf neue Kontexte zu übertragen (69,4% Zustimmung) und erarbeitetes Wissen langfristig zu behalten, fördert (56,6% Zustimmung) (siehe Abbildung 6 C [Abb. 6]).

4. Diskussion

Das Spiralcurriculum Biochemie im BMM erfüllt die formulierte Anforderung in Bezug auf die Fachsystematik mit einer angemessenen Abbildung des Fachs Biochemie in Breite und Tiefe. Einerseits zeigt die Gesamtheit der Lernspiralen, dass die klassischen biochemischen Themen in der Breite weitgehend abdeckt sind (siehe Anhang 1 [Anh. 1]). Andererseits belegt die exemplarisch dargestellte Lernspirale Nukleinsäuren durch die Abdeckung der relevanten Unterkapitel des GK bzw. NKLM die Abdeckung in der Tiefe (siehe Anhang 2 [Anh. 2]). Darüber hinaus geben die Studierenden mehrheitlich an, dass frühere Veranstaltungen im Curriculum die Grundlage für spätere Veranstaltungen legen (siehe Abbildung 6 A [Abb. 6]), was nahelegt, dass das Curriculum keine größeren inhaltlichen Lücken aufweist. Darauf weist auch der mindestens gleichwertige Lernerfolg im PTM hin (siehe Abbildung 5 [Abb. 5]).

Ein Charakteristikum des Spiralcurriculums Biochemie ist, dass es einen relativ geringen Umfang an LVS aufweist. Mit insgesamt 148 LVS liegt dieser deutlich unter den Umfängen anderer Humanmedizinstudiengänge, die wir aus fünf stichprobenartig ausgewählten, öffentlich zugänglichen Studienordnungen abgeleitet haben (304 bis 397 LVS für die Fächer Chemie, Biochemie und Molekularbiologie) [15], [16], [17], [18], [19]. Dies ist Ausdruck der didaktischen Reduktion [20], die im BMM auf den drei Ebenen „Zuschneiden auf Wissensstand in frühen Studiumsphasen“, „Fokussierung auf wesentliche Konzepte mit exemplarischem Lernen“ und „Umfangsreduktion in einzelnen LV“ stattfindet. Gleichzeitig ist POL das zentrale Lehr-/Lernformat und die Studierenden bearbeiten biochemische Lernziele im POL-geleiteten Selbststudium, ohne dass sich dies in den LVS niederschlägt [4]. Eine weitere Besonderheit des Spiralcurriculums Biochemie ist, dass es zu Verschiebungen der Fächergrenzen kommt, z. B. in der Lernspirale Nukleinsäuren zwischen der Biochemie und der Biologie bzw. der Pharmakologie (siehe Anhang 2 [Anh. 2]). Solche Verschiebungen kommen an mehreren Stellen im Curriculum vor. Sie sind explizite Zuweisungen von Verantwortung für einen bestimmten Ausbildungsinhalt, der im Grenzbereich mehrerer Fächer liegt, und erfolgen im Rahmen der interdisziplinären Modulplanungssitzungen.

Eine von Kritiker*innen geäußerte Gefahr von Spiralcurricula besteht darin, dass durch die Aufteilung des Faches auf verschiedene, kleine Inhaltseinheiten die innere Logik verloren ginge und Studierende daher Mühe hätten, fachspezifische Zusammenhänge zu erkennen [2], [10]. Aus der exemplarisch dargestellten Lernspirale Nukleinsäuren ist abzulesen, dass das Spiralcurriculum einer Fachlogik folgt und von einfachen zu komplexen und detaillierten Lerninhalten aufgebaut ist (siehe Anhang 2 [Anh. 2]). Aus der Perspektive der Studierenden zeigt sich die Fachlogik u. a. in einer sinnvollen Struktur und der Entwicklung des Lernstoffs von einfachen zu komplexen Inhalten (siehe Abbildung 6 A [Abb. 6]). Zudem sehen sie das Wiederaufgreifen von biochemischen Inhalten mit den für Lernspiralen gewünschten Elementen, nämlich Aktvierung und Festigung von Vorwissen sowie Anknüpfung von neuen Informationen [21], mehrheitlich positiv (siehe Abbildung 6 B [Abb. 6]). Durch die Spiralcurriculums-typische Struktur der wiederholten Auseinandersetzung mit Inhalten wird die Grundlage für die Ableitung übergeordneter Prinzipien und Konzepte gelegt [5]. Die Bewertung der Studierenden, dass sowohl das Verständnis der biochemischen Inhalte als auch das Erkennen von biochemischen Fachzusammenhängen gefördert wird (siehe Abbildung 6 C [Abb. 6]), legt nahe, dass das Fach Biochemie mit einer erfassbaren inneren Logik für die Studierenden zugänglich ist. Diese Einschätzung wird durch den Lernerfolg der Studierenden im Bereich Biochemie bestätigt, der mit dem der Studierenden anderer Modell- und Regelstudiengänge mindestens gleichwertig ist (siehe Abbildung 5 [Abb. 5]).

Der Grad der curricularen Integration kann mit Hilfe der von Harden entwickelten Integrationsleiter analysiert und bewertet werden [22], [23], [24]. Diese definiert 11 Stufen: von Isolation (fachspezifische Lehre ohne Kenntnis der Lehrinhalte anderer Fächer) bis Transdisziplinarität (vollständige Auflösung der Fächergrenzen und Immersion in die klinische Lernumgebung). Das Spiralcurriculum Biochemie im BMM ist auf Stufe 9 Multidisziplinarität zu verorten [24]. Die Voraussetzung für diesen hohen Grad der Integration wird durch die Struktur des BMM geschaffen, insbesondere durch die organ- und themenbezogenen Module, die zentrale Bedeutung von POL und die sich daraus ergebende Fokussierung des Lernprozesses auf fachübergreifende Probleme. Ausschlaggebend für die Einordnung auf Stufe 9 ist die vollständige Integration des Spiralcurriculums Biochemie über den gesamten Studienverlauf und alle strukturellen Ebenen hinweg. Dabei betrachtet die Biochemie die jeweiligen Themen aus Sicht der eigenen Fachdisziplin und trägt durch die biochemische Fachperspektive zum studentischen Verständnis des Themas bei. Während die Fachidentität erhalten bleibt, wird die Fachautonomie weitgehend aufgegeben [24]. Dies zeigt sich z. B. in den Prüfungen, die als gemeinsame fach- und modulübergreifende Prüfungen am Semesterende stattfinden. In der Einschätzung der Studierenden fördert die vertikale Integration das Verständnis klinischer Lerninhalte und der Zusammenhänge zwischen der Biochemie und anderen Fächern (siehe Abbildung 6 C [Abb. 6]). Darüber hinaus macht die vertikale Integration die Relevanz der biochemischen Lerninhalte deutlich und wirkt motivierend (siehe Abbildung 6C). Dies belegt die erfolgreiche Umsetzung der Prinzipien der vertikalen Integration und bestätigt die mit ihrem Einsatz verbundenen Chancen.

4.1 Limitationen

Eine Limitation der hier dargestellten Begleitstudie ist, dass aufgrund der relativ niedrigen Gesamtzahl an Studierenden im BMM die Befragung mit Studierenden aller Fachsemester durchgeführt wurde. Da Studierende der unteren Fachsemester das Gesamtcurriculum noch nicht vollständig durchlaufen haben, kann eine dadurch bedingte Beeinflussung des Evaluationsergebnisses nicht ausgeschlossen werden. Darüber hinaus kennen die Studierenden in der Regel kein anderes biochemisches Curriculum als das des BMM und können demnach Struktur und Auswirkungen nicht vergleichen, was die Aussagekraft limitiert. Ferner kommen die Studierenden neben der Systematik des Spiralcurriculums Biochemie des BMM über Lehrbücher und andere Lernressourcen selbstverständlich mit der klassischen Fachsystematik der Biochemie in Berührung. Die Begleitstudie hat nicht den Anspruch, die Auswirkung der Systematik des Spiralcurriculums auf Lernverhalten und -erfolg unter kontrollierten Bedingungen – d.h. frei von den Einflüssen einer anderen Systematik – zu untersuchen. Ihre Aussage beschränkt sich folglich auf die Auswirkungen der Fachsystematik des Spiralcurriculums in der realen Lernumgebung.

Als Limitationen des Spiralcurriculums im BMM sind der hohe Zeitaufwand durch den großen Absprache- und Koordinationsbedarf zwischen den einzelnen Fächern und die Schwierigkeit, thematische Weiterentwicklungen und neue Forschungserkenntnisse in das Curriculum einzubringen, zu nennen [25]. Darüber hinaus sind die verschiedenen thematischen Lernspiralen im Spiralcurriculum Biochemie des BMM unterschiedlich im Umfang und es ist nicht auszuschließen, dass sich die Ausweitung einzelner Lernspiralen, wie z. B. der biochemischen Labortechniken, positiv auf das Gesamtverständnis der Studierenden auswirken würde.

5. Schlussfolgerung

Mit dem Spiralcurriculum Biochemie im BMM haben wir ein Curriculum entwickelt und erfolgreich implementiert, welches die zentralen Forderungen der Weiterentwicklung des Medizinstudiums, wie sie in der Empfehlung des Wissenschaftsrates [1] und den Entwürfen für die Novellierung der ÄApprO von 2020 und 2023 [26], [27] für ein Grundlagenfach formuliert werden, bereits heute vollumfänglich umsetzt.

Ungeachtet der gegenwärtig herrschenden Unklarheit zu inhaltlichen Anforderungen und Zeitpunkt der Novellierung der ÄApprO, möchten wir mit diesem konkreten Umsetzungsbeispiel die Diskussion zur Weiterentwicklung der Ausbildung insbesondere durch die Stärkung der vertikalen Integration bereichern und curriculare Entwicklungsprozesse sowohl in der humanmedizinischen Ausbildung als auch in anderen Gesundheitsberufen unterstützen.

Anmerkungen

Einsatz von KI-gestützten Programmen

Für den ersten Entwurf der englischen Übersetzung des Manuskripts wurde DeepL Pro (DeepL AI GmbH) verwendet. Der Entwurf wurde anschließend von den Autor*innen überprüft und überarbeitet, die die volle Verantwortung für den Inhalt übernehmen.

ORCIDs der Autor*innen

• Jenny Engelmann: [0009-0004-4705-0037]
• Julia Schendzielorz: [0000-0003-2471-094X]
• Fabian Otte: [0009-0008-3068-5967]
• Meike Hoffmeister: [0000-0003-3561-5286]
• Stefanie Oess: [0000-0001-7381-1216]

Danksagung

Wir bedanken uns bei Andreas Winkelmann (Institut für Anatomie, MHB) für die konzeptionelle Unterstützung bei der Erhebung des Lernerfolgs, bei Maren März und Iván Roselló Atanet (Charité, Berlin) für die Bereitstellung der Originaldaten des PTMs und ihre Unterstützung bei der Auswertung, sowie bei Luca Caramenti (Institut für Biometrie und Registerforschung/Zentrum für klinische Studien, MHB) für die statistische Beratung. Ferner bedanken wir uns bei den studentischen Mitarbeitenden/Doktorand*innen des Instituts für Biochemie, insbesondere Vivien Latuske und Ronny Gierecki, für die Pilotierung des Fragebogens.

Interessenkonflikt

Die Autor*innen erklären, dass sie keinen Interessenkonflikt im Zusammenhang mit diesem Artikel haben.

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Literatur

[1] Wissenschaftsrat. Neustrukturierung des Medizinstudiums und Änderung der Approbationsordnung für Ärzte. Empfehlungen der Expertenkommission zum Masterplan Medizinstudium 2020. Köln: Wissenschaftsrat; 2018. Zugänglich unter/available from: https://www.wissenschaftsrat.de/download/archiv/7271-18.html
[2] Wijnen-Meijer M, van den Broek S, Koens F, Ten Cate O. Vertical integration in medical education: the broader perspective. BMC Med Educ. 2020;20(1):509. DOI: 10.1186/s12909-020-02433-6
[3] Reinsch S, Walther J, Oess S, Tschorr W, Nübel J, Schwanemann J, Leineweber CG. Socialization, Professional Identity Formation and Training for Uncertainty: Comparison of Student- and Clinician-Lead Problem Based Learning Groups in the First Year of Medical Education. J Problem Based Lern High Educ. 2023;11(1):60-78. DOI: 10.54337/ojs.jpblhe.v11i1.7372
[4] Winkelmann A, Schendzielorz J, Maske D, Arends P, Bohne C, Hölzer H, Harre K, Nübel J, Otto B, Oess S. The Brandenburg reformed medical curriculum: study locally, work locally. GMS J Med Educ. 2019;36(5):Doc49. DOI: 10.3205/zma001257
[5] Brauer DG, Ferguson KJ. The integrated curriculum in medical education: AMEE Guide No. 96. Med Teach. 2015;37(4):312-322. DOI: 10.3109/0142159X.2014.970998
[6] Kaufman DM, Mann KV. Teaching and Learning in Medical Education: How Theory can Inform Practice. In: Swanwick T, editors. Understanding Medical Education: Evidence, Theory and Practice. Weinheim: Wiley-VCH; 2010. p.16-36. DOI: 10.1002/9781444320282.ch2
[7] Knowles MS. The modern practice of adult education from pedagogy to andragogy. Cambridge: The Adult Education Company; 1980.
[8] Ambrose SA, Bridges MW, DiPietro M, Lovett MC, Norman MK. How Learning Works: Seven Research-Based Principles for Smart Teaching. Weinheim: Jossey-Bass/Wiley; 2010.
[9] Regehr G, Norman GR. Issues in cognitive psychology: implications for professional education. Acad Med. 1996;71(9):988-1001. DOI: 10.1097/00001888-199609000-00015
[10] Benbassat J, Baumal R. A proposal for teaching basic clinical skills for mastery: the case against vertical integration. Acad Med. 2007;82(1):83-91. DOI: 10.1097/01.ACM.0000249875.80170.92
[11] Heinrich PC, Müller M, Graeve L, Koch HG, editors. Löffler/Petrides Biochemie und Pathobiochemie. 10. Auflage. Berlin, Heidelberg: Springer; 2022. DOI: 10.1007/978-3-662-60266-9
[12] Müller-Esterl W. Biochemie. Eine Einführung für Mediziner und Naturwissenschaftlicher. Berlin, Heidelberg: Springer Spektrum; 2018. DOI: 10.1007/978-3-662-54851-6
[13] Institut für medizinische und pharmazeutische Prüfungsfragen. IMPP-Gegenstandskatalog für den schriftlichen Teil des Ersten Abschnitts der Ärztlichen Prüfung, Teilkatalog „Chemie für Mediziner und Biochemie/Molekularbiologie“. Mainz: Institut für medizinische und pharmazeutische Prüfungsfragen; 2014. Zugänglich unter/available from: https://www.impp.de/pruefungen/allgemein/gegenstandskataloge.html?file=files/PDF/Gegenstandskataloge/Medizin/GK
[14] Nouns ZM, Georg W. Progress testing in German speaking countries. Med Teach. 2010;32(6):467-470. DOI: 10.3109/0142159X.2010.485656
[15] Westfälische Wilhelms-Universität Münster. Studienordnung (StO) für den Studiengang Medizin an der Medizinischen Fakultät der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster mit dem Abschluss „Ärztliche Prüfung“ (Staatsexamen) vom 25. März 2014. Münster: Westfälische Wilhelms-Universität Münster; 2014. Zugänglich unter/available from: https://www.uni-muenster.de/imperia/md/content/wwu/ab_uni/ab2014/ausgabe14/beitrag_04.pdf
[16] Universität Düsseldorf. Studien- und Prüfungsordnung für den Modellstudiengang Medizin an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf vom 07. Oktober 2013 ergänzt durch die Zweite Ordnung zur Änderung der Studien- und Prüfungsordnung vom 27. September 2019. Düsseldorf: Universität Düsseldorf; 2019. Zugänglich unter/available from: https://www.medizinstudium.hhu.de/fileadmin/redaktion/Fakultaeten/Medizinische_Fakultaet/Medizinstudium/Dokumente/Ordnungen_und_Regularien/Modellstudiengang/Studien-_und_Pruefungsordnung_fuer_den_Modellstudiengang.pdf
[17] Universität zu Köln. Studienordnung (StO) für den Modellstudiengang Humanmedizin an der Medizinischen Fakultät der Universität zu Köln mit dem Abschluss "Ärztliche Prüfung" vom 16. März 2021. Köln: Universität zu Köln; 2021. Zugänglich unter/available from: https://medfak.uni-koeln.de/sites/MedFakDekanat/studium_lehre/Downloads/AM_2021-23_StO_Humanmedizin_ger.pdf
[18] Goethe-Universität Frankfurt. Studienordnung für den Studiengang Medizin an der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main mit dem Abschluss Ärztliche Prüfung vom 3. Juli 2014 in der Fassung vom 2. Mai 2019. Mit den Änderungen vom 7. Juli 2022. Nichtamtliche Lesefassung. Frankfurt/Main: Goethe-Universität Frankfurt; 2022. Zugänglich unter/available from: https://www.uni-frankfurt.de/123355454/Medizin__StaatsEx__nichtamtliche_Lesefassung.pdf
[19] Universität Duisburg-Essen. Studienordnung für den Studiengang Medizin an der Universität Duisburg-Essen mit dem Abschluss der Ärztlichen Prüfung (Staatsexamen) vom 17. März 2004 zuletzt geändert durch vierundzwanzigste Änderungsordnung vom 05. März 2025. Essen: Universität Duisburg-Essen; 2025. Zugänglich unter/available from: https://www.uni-due.de/imperia/md/content/zentralverwaltung/bereinigte_sammlung/9-26.pdf
[20] Lehner M. Didaktische Reduktion. Bern: Haupt Verlag; 2020. DOI: 10.36198/9783838537153
[21] Harden RM. What is a spiral curriculum? Med Teach. 1999;21(2):141-143. DOI: 10.1080/01421599979752
[22] Allouch S, Ali RM, Al-Wattary N, Nomikos M, Abu-Hijleh MF. Tools for measuring curriculum integration in health professions' education: a systematic review. BMC Med Educ. 2024;24(1):635. DOI: 10.1186/s12909-024-05618-5
[23] Baig N, Siddiqui F, Baig MA, Khursheed I, Meah KM. Level of integration in current undergraduate curricula of two private-sector medical colleges in Karachi. Can Med Educ J. 2022;13(3):84-90. DOI: 10.36834/cmej.73910
[24] Harden RM. The integration ladder: a tool for curriculum planning and evaluation. Med Educ. 2000;34(7):551-557. DOI: 10.1046/j.1365-2923.2000.00697.x
[25] Dahle LO, Brynhildsen J, Behrbohm Fallsberg M, Rundquist I, Hammar M. Pros and cons of vertical integration between clinical medicine and basic science within a problem-based undergraduate medical curriculum: examples and experiences from Linkoping, Sweden. Med Teach. 2002;24(3):280-285. DOI: 10.1080/01421590220134097
[26] Bundesministerium für Gesundheit. Verordnung zur Neuregelung der ärztlichen Ausbildung, Referentenentwurf 17.11.2020. Berlin: Bundesministerium für Gesundheit; 2020. Zugänglich unter/available from: https://www.bundesgesundheitsministerium.de/service/gesetze-und-verordnungen/detail/verordnung-zur-neuregelung-der-aerztlichen-ausbildung
[27] Bundesministerium für Gesundheit. Verordnung zur Neuregelung der ärztlichen Ausbildung, Überarbeiteter Referentenentwurf 15.06.2023. Berlin: Bundesministerium für Gesundheit; 2023. Zugänglich unter/available from: https://www.bundesgesundheitsministerium.de/service/gesetze-und-verordnungen/detail/verordnung-zur-neuregelung-der-aerztlichen-ausbildung

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Anhänge

Anhang 1	Lernspiralen im Spiralcurriculum Biochemie im BMM (Anhang_1.pdf, application/pdf, 114.98 KBytes)
Anhang 2	Lernspirale Nukleinsäuren (Anhang_2.pdf, application/pdf, 170.47 KBytes)
Anhang 3	Teilnahme am Progress Test Medizin (PTM) (Anhang_3.pdf, application/pdf, 112.22 KBytes)