Aine eesmärk on:
- Kujundada õppija isikupärastatud õpetamisvõimekust tehniliste ainete valdkonnas AI ajastul, rakendades inseneripedagoogika põhimõtteid teoreetiliste ja laboratoorsete tundide läbiviimisel, toetades samal ajal õpi- ja enesejuhtimise oskuste arengut.
- Analüüsida ja rakendada erinevaid õppimisteooriaid, didaktilisi mudeleid ja kaasaegseid õppemetoodikaid STEM-valdkonnas, sh AI-põhiseid lahendusi, et toetada kriitilist mõtlemist, probleemilahendusoskust ja metakognitiivseid strateegiaid.
- Arendada oskusi õppurite motiveerimiseks, kaasamiseks ja erinevate õpistiilide arvestamiseks, soodustades tõhusat suhtlemist ja koostööd õppeprotsessis.

Õpetada hindama, edasi- ja tagasisidestama õpitulemusi ning toetama kriitilist mõtlemist, refleksiooni ja eneseregulatsiooni õppija arengus.
- Luua aine- ja õppekavas konstruktiivset sidusust, toetades interdistsiplinaarsust ja õppijakeskset lähenemist.
- Analüüsida ja lahendada erinevaid pedagoogilisi situatsioone eetilisest, sotsiaalsest ja tehnoloogilisest perspektiivist, sh AI kasutamisega seotud dilemmad õppetöös.

The aim of this course is to:
- Develop the learner’s personalized teaching competence in technical subjects in the AI era, applying principles of engineering pedagogy in both theoretical and laboratory sessions, while fostering self-directed learning skills.
- Analyze and apply different learning theories, didactic models, and modern STEM teaching methodologies, including AI-based solutions, to support critical thinking, problem-solving, and metacognitive strategies.
- Enhance skills to motivate and engage learners, taking into account diverse learning styles, while promoting effective communication and collaboration in the learning process.
- Teach how to assess, provide feedback on, and support learning outcomes, fostering critical thinking, reflection, and self-regulation in learners.
- Create constructive alignment in course and curriculum design, supporting interdisciplinarity and learner-centered approaches.
- Analyze and solve various pedagogical situations from ethical, social, and technological perspectives, including dilemmas related to AI integration in teaching.

Õppeaine läbinud õppur:
- Kavandab ja viib läbi isikupärastatud ja süsteemset õpetamist tehnilistes ainetes, integreerides inseneripedagoogika põhimõtteid ja AI-põhiseid lahendusi ning arvestades oma valdkonna uusimaid arenguid.
- Valib ja rakendab õppimisteooriaid, didaktilisi mudeleid ja kaasaegseid õppemetoodikaid, et kujundada ja ellu viia tulemuslikku STEM-õpet AI ajastul, toetades kriitilist mõtlemist ja probleemilahendusoskusi.
- Arvestab õppurite individuaalseid eripärasid, et motiveerida ja kaasata neid tõhusalt, edendades kaasavat õpikeskkonda, koostööd ja selget suhtlemist.
- Valib sobivaid õpetamis- ja hindamismeetodeid, et toetada kriitilist mõtlemist, metakognitsiooni ja enesejuhtimist.
- Toetab edasi- ja tagasisidestamist ning refleksiooni, soodustades õppurite enesehindamist ja pidevat arengut.
- Analüüsib ja kujundab aine- ja õppekava konstruktiivset sidusust, integreerides interdistsiplinaarseid vaatepunkte ja õppimiskeskseid lähenemisi.
- Analüüsib ja lahendab erinevaid pedagoogilisi situatsioone, arvestades eetilisi, sotsiaalseid ja tehnoloogilisi aspekte, sh AI kasutamisega seotud väljakutseid õppetöös.

Having completed the course, students:
- Plan and implement personalized and systematic teaching in technical subjects, integrating engineering pedagogy principles and AI-based approaches, while reflecting the latest developments in their field.
- Select and apply learning theories, didactic models, and modern teaching methodologies to design and deliver effective STEM instruction in the AI era, supporting critical thinking and problem-solving skills.
- Consider learners’ individual characteristics, motivate and engage them effectively, fostering inclusive learning environments and promoting collaboration and communication.
- Choose appropriate teaching and assessment methods to support critical thinking, metacognition, and self-regulated learning.
- Provide feedback and facilitate reflection, encouraging learners’ self-assessment and continuous improvement.
- Analyze and design constructive alignment in course and curriculum planning, integrating interdisciplinary perspectives and learning-centered approaches.
- Analyze and resolve diverse pedagogical situations, considering ethical, social, and technological dimensions, including challenges related to AI integration in teaching.

Inseneripedagoogika ja STEM (loodusteadused, tehnoloogia, inseneeria, matemaatika) didaktika. Akadeemiline meisterlikkus. Inseneripedagoogika didaktilised mudelid. Aine- ja õppekava konstruktiivse sidususe analüüs. Õppetöö kavandamine, eesmärgistamine ja õpiväljundite koostamine. Eriala-, ainevaldkondlikud ja üldpädevused. Õppesisu valik, koostamine, lõiming ja analüüs AI ajastul. Inseneripedagoogika psühholoogilised ja sotsioloogilised aspektid. Õpiteooriad ja nende lõiming. Didaktilised mudelid kriitilise mõtlemise toetamiseks. Mõtlemisoskuse arendamine. Õpetamise strateegiad, mudelid ja meetodid. Aktiivõpe. Õpilasrühma analüüs, õpioskuste ja arusaamisega õppimise toetamine. Enesejuhtimine, -regulatsioon ja enesetõhusus. Toestamine. Globaalne ja sotsiaalne vastutus. Selge suhtlemine. Ootuste juhtimine. Motivatsioon ja emotsionaalne intelligentsus. Õpetamine, õppimine ja juhendamine AI ajastul. Õppetulemuste hindamine, edasi- ja tagasisidestamine. Enese- ja vastastikhindamine. Rühma- ja meeskonnatöö õpetamine. Rollid kooperatiivses ja kollaboratiivses meeskonnas. Kaasaegne interaktiivne metoodika probleemi- ja projektipõhises õppes (PPÕ) probleemilahendusoskuse õpetamiseks ning hindamiseks. Laboratoorse õppetöö metoodika. Uus tehnoloogia õppetöös. Ülesannete lahendamise strateegiad ja õpetamine. Küsimuste ja vastuste tehnika. Toetava õppekeskkonna kujundamine. Refleksiooni ja metakognitsiooni toetamine. Erinevate pedagoogiliste situatsioonide analüüs ja lahendamine. Eetilised aspektid õppetöös AI ajastul. Õpetamisfilosoofia koostamine, ühe õppeaine ja ainetunni didaktiline analüüs. Portfoolio koostamine ja eneseanalüüs.

Engineering pedagogy and STEM (science, technology, engineering, mathematics) didactics. Academic mastery. Didactic models of engineering pedagogy. Analysis of the constructive alignment of the syllabus and curriculum. Learning design - planning of teaching, goal setting and compilation of learning outcomes. Engineering, professional, subject-specific and general competencies. Selection, compilation, integration and analysis of learning content in the age of AI. Psychological and sociological aspects of engineering pedagogy. Learning theories and their integration. Models for supporting critical thinking. Development of thinking skills. Teaching strategies, models and methods. Active learning. Analysis of the student group, supporting learning skills and learning with understanding. Self-management, -regulation and self-efficacy. Scaffolding. Global and social responsibility. Clear communication. Management of expectations. Motivation and Emotional intelligence. Teaching, learning and supervision in the age of AI. Assessment of learning outcomes, feedback and feed-forward. Self-, and peer-assessment. Teaching group and team work. Roles in a cooperative and collaborative team. Modern interactive methodology in problem- and project-based learning (PBL) for teaching and assessing problem-solving skills. Laboratory teaching methodology. New technology in classroom. Strategies and teaching for solving engineering problems. Questioning technique. Designing supportive learning environment. Supporting reflection and metacognition. Analysis and resolution of various pedagogical situations. Ethical aspects in teaching in the AI era. Compilation of a teaching philosophy statement and didactic analysis of one subject and lesson. Portfolio compilation and self-analysis.

Teadmiste kontroll toimub suulisel eksamil. Üliõpilane peab eksamile pääsemiseks olema tähtaegselt esitanud õpimapi/portfoolio kirjalike tööde, suulisel eksamil esitletava tunni analüüsi, õpetamisfilosoofia ja eneserefleksiooniga. Eksamihinne kujuneb õpimapi ja suulise eksami alusel. Suulisel eksamil viib üliõpilane läbi mikro-näidistunni esitluse oma erialas, kasutades stuudiumi jooksul õpitut: püstitades tunni eesmärgi, valides sobivaima õppesisu ja esitlustehnika, arvestades erinevaid õpistiile ja kasutades efektiivseimat, antud õppeaines sobivaimat õppemeetodit, valides hindamismeetodi. Suuline eksam dokumenteeritakse spetsiaalse inseneripedagoogika õppetöö jälgimise protokolliga, mille alusel, koos õppuri eneseanalüüsiga, kujuneb esitluse hinne. Suulisel eksamil toimub esitatud õpimapi arutelu ja vastastikhindamine.

Assessment at an oral exam. Prerequisites are: the student must have submitted a learning portfolio with analysis of the lesson to be presented in the oral exam, teaching philosophy, and self-reflection on time. The exam grade is formed on the basis of the portfolio and presentation. In the oral exam, the student carries out a micro-lesson presentation in his or her field of specialization, using what he or she has learned during the study: setting the lesson objective, choosing the most suitable material and presentation technique, taking into account different learning styles and using the most effective, most suitable teaching method in the given subject, choosing an assessment method. The oral exam is documented with a special engineering pedagogy study observation protocol, on the basis of which, together with the student's self-analysis, the grade for the presentation is formed. The oral exam includes a discussion of the presented portfolio and peer-assessment.

Iseseisev töö seisneb teoreetilise materjali läbi töötamises, seminarideks valmistumises, portfoolio, eneserefleksiooni, õpetamisfilosoofia koostamises ning eksamiks valmistumises (mikro-näidistunni ettevalmistus ja esitlus).

Independent work consists of going through theoretical material, preparing for seminars, compiling a portfolio, self-reflection, teaching philosophy, and preparing for the exam (preparation and presentation of a micro-lesson)

Kohustuslik:
1. Rüütmann T.(2019). Inseneripedagoogika. STEM valdkonna õppeainete mõjus õpetamine ja õppimine. I ja II osa. TalTech kirjastus. E-õppe materjal kättesaadav Moodle’s.
2. Krull, E. (2018). Pedagoogilise psühholoogia käsiraamat. Tartu, TÜ Kirjastus.
3. Wankat Phillip C., Oreovicz Frank S. (1993/2017). Teaching Engineering, McGraw-Hill Inc. Loetav ka internetis (Moodle).
4. Felder Richard M., Brent Rebecca (2016). Teaching and Learning STEM – A Practical Guide. Jossey-Bass, A Wiley Brand.
Soovituslik:
5. Borich G. (2011). Effective Teaching Methods, Research-Based Practice. 7th Ed., Pearson Education Inc., Boston, 477 pp.5. Burden Paul R., Byrd David M. (2010). Methods for Effective Teaching. Meeting the Needs of All Students, 5th Ed., Allyn & Bacon Pearson International Edition, 375 pp.
6. Eggen Paul D., Kauchak Donald P. (2006). Strategies and Models for Teachers Teaching Content and Thinking Skills, 5th ed., Pearson Education Inc., 376 pp.
7. McKeachie Wilbert J., Svinicki Marilla (2006). McKeachie’s Teaching Tips – Strategies, Research and Theory for College and University Teachers, Houghton Mifflin Company, 407 pp.
8. Nilson Linda B. (2010). Teaching at its Best, a Research-Based Resource for College Instructors, 3rd edition, Anker publishing Company, Inc., Bolton MA.

Tiia Rüütmann, kaasprofessor (EM - mehaanika ja tööstustehnika instituut)