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SIMKI – SIMulation mit Künstlicher Intelligenz

Hintergrund

Simulationsbasierte Lehre mit High-Fidelity-Simulatoren ist bereits seit Jahren fester Bestandteil der Ausbildung in Gesundheitsfachberufen an Hoch- und Berufsschulen. Dennoch wird trotz guter technischer Voraussetzungen die Technik teilweise zu wenig und oft nicht systematisch genutzt. Die geringe Nutzung von Simulation in der Ausbildung hat mehrere Ursachen.

Ein wesentlicher Faktor ist der hohe Zeitaufwand für die detaillierte Erstellung und Planung der Szenarien, die technische Umsetzung sowie die Nachbereitung einschließlich Debriefing (Nestel et al., 2011; Motola et al., 2013). Insbesondere das Debriefing gilt als zentraler Bestandteil des Lernerfolges und erfordert eine strukturierte Vorbereitung und qualifiziertes Personal (Motola et al., 2013).

Hinzu kommen fehlende personelle und finanzielle Ressourcen, etwa das Fehlen eines dedizierten Simulationsteams oder ausreichend qualifizierten Personals für Planung, Durchführung und Betreuung (Cant & Cooper, 2010). Studien zeigen, dass gerade in der Pflegeausbildung Lehrende häufig keine spezifische Weiterbildung in der Simulationsdidaktik erhalten, wodurch das Potenzial der Methode nicht ausgeschöpft wird (Cant & Cooper, 2010).

Auch die technische Komplexität von Simulationssystemen wie dem SimDesigner erfordert Einarbeitung, kontinuierliche Pflege und birgt das Risiko von Technikproblemen, die Szenarien verzögern oder verhindern können (Weller et al., 2012). Weller und Kolleg:innen betonen zudem, dass die technische Seite eng mit der didaktischen Umsetzung verknüpft ist: Nur wenn beide Aspekte ineinandergreifen, kann Simulation einen nachhaltigen Lerneffekt erzielen.

Folglich wird Simulation oft nicht systematisch in das Curriculum integriert, sondern lediglich als ergänzende Methode eingesetzt, was die Verbindlichkeit und regelmäßige Nutzung einschränkt (Issenberg et al., 2005). Dabei zeigen systematische Übersichtsarbeiten, dass gerade eine wiederholte und curricular verankerte Anwendung mit klar definierten Lernzielen, unmittelbarem Feedback und ansteigendem Schwierigkeitsgrad zu signifikanten Verbesserungen der klinischen Kompetenzen führt (Issenberg et al., 2005).

Ziel

Vor diesem Hintergrund setzt das Projekt SIMKI an. Es zielt auf die Entwicklung eines universellen Prompts ab, dessen Output ohne großen Mehraufwand direkt in bestehende Simulationssoftware integriert werden kann. Damit soll eine Reduktion der technischen Hürden sowie des Zeit- und Personalaufwandes bei der Erstellung von Szenarien erreicht werden. Der innovative Ansatz von SIMKI adressiert somit zentrale Barrieren der bisherigen Nutzung simulationsbasierter Lehre: Er unterstützt Lehrende bei der Szenarienentwicklung, reduziert technische Komplexität und erleichtert die curriculare Integration durch eine standardisierte und zugleich flexible Lösung. Langfristig eröffnet dies die Möglichkeit, Simulation nicht nur als ergänzende, sondern als verbindlich verankerte Lehr- und Lernmethode im Gesundheitswesen zu etablieren.

Einfluss von Simulation in der Gesundheitsbildung

Die Meta-Analyse von Shin, Park und Kim (2015) zeigt, dass der Einsatz von Patientensimulation in der Pflegeausbildung einen signifikanten Beitrag zur Förderung kritischen Denkens leistet. Die Autor:innen fassen Ergebnisse mehrerer Studien zusammen und belegen, dass Simulation nicht nur Wissen und praktische Fertigkeiten verbessert, sondern insbesondere auch höhere kognitive Fähigkeiten wie Entscheidungsfindung und Problemlösekompetenz stärkt. Durch die realitätsnahe Darstellung komplexer Pflegesituationen in einem geschützten Lernumfeld werden Studierende gezielt herausgefordert, klinische Informationen zu analysieren, Prioritäten zu setzen und reflektierte Entscheidungen zu treffen. Damit hebt die Arbeit hervor, dass Patientensimulation ein wirksames didaktisches Instrument zur systematischen Entwicklung kritischen Denkens in der Pflegeausbildung darstellt.

Motola et al. (2013) betonen, dass simulationsbasiertes Lernen einen geschützten Rahmen bietet, in dem Studierende klinische Fertigkeiten üben und komplexe Situationen bewältigen können, ohne Patient:innen zu gefährden. Dies führt zu einer höheren Handlungssicherheit im späteren Praxiseinsatz. Auch die systematische Übersichtsarbeit von Issenberg et al. (2005) zeigt, dass insbesondere wiederholtes Training mit klaren Lernzielen und unmittelbarem Feedback die Kompetenzentwicklung nachhaltig fördert. Beide Arbeiten machen deutlich, dass Simulationen wesentlich dazu beitragen, Fehlerquellen zu reduzieren und dadurch die Patientensicherheit langfristig zu verbessern.

Palaganas et al. (2014) heben hervor, dass Simulation nicht nur der individuellen Kompetenzentwicklung dient, sondern insbesondere die Teamarbeit und interprofessionelle Zusammenarbeit fördert. Durch realitätsnahe Szenarien, die mehrere Berufsgruppen einbeziehen, können Kommunikation, Rollenverständnis und gemeinsame Entscheidungsfindung gezielt trainiert werden. Die Autor:innen betonen, dass interprofessionelles Simulationstraining einen geschützten Raum schafft, in dem Teams komplexe klinische Situationen bewältigen, Fehlerquellen reflektieren und Strategien zur Verbesserung der Zusammenarbeit entwickeln. Damit leistet Simulation einen wesentlichen Beitrag zur Stärkung interprofessioneller Kompetenzen und zur Verbesserung der Patientensicherheit.

Simulation trägt nachweislich nicht nur zu kurzfristigen Lerngewinnen bei, sondern unterstützt auch den langfristigen Erhalt von Wissen und praktischen Fertigkeiten. Die Meta-Analyse von Cook et al. (2011) zeigt, dass technologiebasierte Simulationen signifikante und anhaltende Verbesserungen in Wissen, Verhalten und klinischer Leistungsfähigkeit bewirken und diese Effekte auf die reale Praxis übertragbar sind. Cant und Cooper (2010) bestätigen diese Ergebnisse speziell für die Pflegeausbildung: Simulationen fördern hier nicht nur die Anwendung theoretischer Inhalte, sondern erleichtern auch den Transfer in komplexe klinische Situationen, wodurch Handlungssicherheit und Patientensicherheit langfristig gestärkt werden.

Gründe für die geringe Nutzung von Simulation in der Ausbildung

Ein wesentlicher Grund für die geringe Nutzung von Simulation in der Ausbildung liegt im hohen Zeitaufwand für Vorbereitung und Aufbereitung. Wie Nestel et al. (2011) zeigen, erfordert die Entwicklung und Planung von Szenarien eine detaillierte Abstimmung, die deutlich über den Aufwand herkömmlicher Lehrmethoden hinausgeht. Motola et al. (2013) ergänzen, dass auch die Nachbereitung – insbesondere das strukturierte Debriefing – zeitintensiv ist, obwohl es für den Lernerfolg entscheidend ist. Damit entstehen in allen Phasen des Simulationsprozesses erhebliche zeitliche Belastungen, die die regelmäßige Nutzung erschweren.

Ein zentraler Grund für die geringe Nutzung von Simulation in der Ausbildung sind fehlende personelle und finanzielle Ressourcen. Cant und Cooper (2010) zeigen, dass in vielen Einrichtungen weder ausreichend qualifiziertes Lehrpersonal mit spezifischer Simulationserfahrung noch die notwendigen finanziellen Mittel für den Betrieb und die Weiterentwicklung von Simulationslaboren vorhanden sind. Diese Engpässe führen dazu, dass Simulation häufig nur punktuell und nicht systematisch eingesetzt werden kann.

Ein weiterer Grund für die geringe Nutzung von Simulation in der Ausbildung sind die technischen Hürden und die Komplexität der Systeme. Weller et al. (2012) zeigen, dass Simulationsprogramme eine umfangreiche Einarbeitung, kontinuierliche Wartung und technisches Fachwissen erfordern. Kommt es zu Problemen im Ablauf, können Szenarien verzögert oder sogar verhindert werden. Diese Faktoren führen dazu, dass Simulation von Lehrenden oft als zu aufwendig und fehleranfällig wahrgenommen wird, was ihre regelmäßige Integration in die Lehre erschwert.

Ein weiterer Grund für die geringe Nutzung von Simulation in der Ausbildung ist die mangelnde didaktische Integration. Issenberg et al. (2005) zeigen, dass Simulation in vielen Ausbildungsgängen lediglich als ergänzende Methode eingesetzt wird, anstatt fest im Curriculum verankert zu sein. Dadurch fehlt es an Verbindlichkeit und Regelmäßigkeit, obwohl gerade die kontinuierliche Einbettung mit klaren Lernzielen und Feedback für nachhaltige Kompetenzentwicklung entscheidend wäre.

Fazit

Im Rahmen der Analyse wurde deutlich, dass bislang keine standardisierte Datei vorliegt, die direkt in den SimDesigner integriert werden kann. Die Entwicklung eines universellen Prompts stellt jedoch eine deutliche Arbeitserleichterung dar, da damit Szenarien strukturiert, effizient und mit reduziertem Aufwand erstellt werden können. Darüber hinaus besitzt die erarbeitete Struktur einen hohen Transferwert, da sie sich auch auf weitere Projekte und Anwendungsfelder übertragen lässt und so eine nachhaltige Grundlage für zukünftige Entwicklungen im Bereich simulationsbasierter Lehre schafft.

Ausblick

Aufbauend auf den bisherigen Ergebnissen soll der entwickelte Prompt, der derzeit in der Pflegeausbildung erprobt wird, künftig auch auf weitere Studiengänge übertragen werden. Geplant ist die Anwendung in den Hebammenwissenschaften sowie im Rettungswesen, um dort spezifische Szenarien zu entwickeln und die Übertragbarkeit des Ansatzes zu prüfen. Dabei wird die Nutzung nicht nur auf Simulatoren der Marke Laerdal, sondern auch auf Modelle anderer Hersteller ausgeweitet, um die Interoperabilität des Prompts zu testen.

Darüber hinaus ist vorgesehen, den Prompt für die Entwicklung von Schauspielkonzepten im SkillsLab einzusetzen. Auf diese Weise können realitätsnahe Trainingsszenarien mit Schauspielpatient:innen erstellt werden, die zusätzlich kommunikative und interprofessionelle Kompetenzen fördern. Damit eröffnet sich die Perspektive, den universellen Prompt als vielseitiges Werkzeug in unterschiedlichen Kontexten der simulationsbasierten Lehre zu etablieren und die Ausbildung in Gesundheitsfachberufen nachhaltig zu bereichern.

Über Uns

Lisa Guth

 

Technische Mitarbeiterin

Projekt INSPIRE 

Email:  lisa.guth@eah-jena.de

 

Marie-Therese Kämpf

Dozentin Studiengang Pflege 

Fachbereich Gesundheit und Pflege

Email: marie-therese.kaempf@eah-jena.de


Quellen

Cant, R. P., & Cooper, S. J. (2010). Simulation-based learning in nurse education: Systematic review. Journal of Advanced Nursing, 66(1), 3–15. https://doi.org/10.1111/j.1365-2648.2009.05240.x

Issenberg, S. B., McGaghie, W. C., Petrusa, E. R., Gordon, D. L., & Scalese, R. J. (2005). Features and uses of high-fidelity medical simulations that lead to effective learning: A BEME systematic review. Medical Teacher, 27(1), 10–28. https://doi.org/10.1080/01421590500046924

Motola, I., Devine, L. A., Chung, H. S., Sullivan, J. E., & Issenberg, S. B. (2013). Simulation in healthcare education: A best evidence practical guide. AMEE Guide No. 82. Medical Teacher, 35(10), e1511–e1530. https://doi.org/10.3109/0142159X.2013.818632

Nestel, D., Groom, J., Eikeland-Husebø, S., & O'Donnell, J. (2011). Simulation for learning and teaching procedural skills: The state of the science. Simulation in Healthcare, 6(Suppl), S10–S13. https://doi.org/10.1097/SIH.0b013e318227ce96

Weller, J. M., Nestel, D., Marshall, S. D., Brooks, P. M., & Conn, J. J. (2012). Simulation in clinical teaching and learning. Medical Journal of Australia, 196(9), 594. https://doi.org/10.5694/mja10.11474

Shin, S., Park, J. H., & Kim, J. H. (2015). Effectiveness of patient simulation in nursing education: Meta-analysis. Nurse Education Today, 35(1), 176–182. https://doi.org/10.1016/j.nedt.2014.09.009

Palaganas, J. C., Maxworthy, J. C., Epps, C. A., & Mancini, M. E. (Hrsg.). (2014). Defining Excellence in Simulation Programs. Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins.

Cook, D. A., Hatala, R., Brydges, R., Zendejas, B., Szostek, J. H., Wang, A. T., Erwin, P. J., & Hamstra, S. J. (2011). Technology-enhanced simulation for health professions education: A systematic review and meta-analysis. JAMA, 306(9), 978–988. https://doi.org/10.1001/jama.2011.1234