The effectiveness of lectures in teaching «Robotics» in the USA and Ukraine in the context of STEM education

The article provides a comprehensive comparative analysis of the methodological and didactic features of teaching the educational component «Robotics» at universities in the USA and Ukraine in the context of the development of STEM education, as well as an assessment of the impact of lecture material on the effectiveness of students' mastery of educational content. Special attention is paid to determining the role of the lecture in the formation of cognitive, practical and motivational components of learning, as well as the development and testing of an integrated mathematical model for assessing the effectiveness of the lecture process. To assess the effectiveness of lecture content, an integrated model for assessing the effectiveness of lectures is proposed, which includes key components of the educational process: knowledge acquisition, critical thinking, practical skills, interactivity and motivation of students. The study uses a mixed methodological approach, including comparative pedagogical analysis, content analysis of educational programs in robotics and quantitative modeling. It is shown that in the Ukrainian higher education system, the lecture remains the dominant form of teaching organization, focused on deep theoretical training, systematization of knowledge and formation of analytical thinking. At the same time, in the USA, the lecture component is integrated with active teaching methods, such as problem-based learning, project-based activities and blended learning, which ensures an increase in the level of interactivity, motivation and practical orientation of the educational process. The results of the study confirm that the effectiveness of lectures at universities in Ukraine and the USA in the context of the development of STEM education is determined not only by the quality of the content, but also depends on the synergy of cognitive, behavioral and motivational factors. The study substantiates the need to implement a hybrid learning model in Ukraine, which combines the theoretical rigorous basis of Ukrainian education with the interactive and applied orientation of American approaches. Such integration is important for improving the quality of education in the field of robotics and its alignment with modern STEM education standards and labor market requirements.

У статті здійснено комплексний порівняльний аналіз методичних і дидактичних особливостей викладання освітнього компонента «Робототехніка» в університетах США та України в контексті розвитку STEM-освіти, а також оцінювання впливу лекційного матеріалу на ефективність засвоєння навчального змісту студентами. Особлива увага приділяється визначенню ролі лекції у формуванні когнітивних, практичних та мотиваційних компонентів навчання, а також розробленню та апробації інтегральної математичної моделі оцінювання ефективності лекційного процесу. Для оцінки ефективності лекційного контенту запропоновано інтегральну модель оцінювання ефективності лекцій, що включає ключові компоненти навчального процесу: отримання знань, критичне мислення, практичні навички, інтерактивність та мотивацію студентів. У дослідженні використовується змішаний методологічний підхід, включаючи порівняльний педагогічний аналіз, контент-аналіз освітніх програм з робототехніки та кількісне моделювання. Показано, що в українській системі вищої освіти лекція залишається домінуючою формою організації навчання, орієнтованою на глибоку теоретичну підготовку, систематизацію знань і формування аналітичного мислення. Водночас у США лекційний компонент інтегрується з активними методами навчання, такими як проблемно-орієнтоване навчання, проєктна діяльність та змішане навчання, що забезпечує підвищення рівня інтерактивності, мотивації та практичної спрямованості освітнього процесу. Результати дослідження підтверджують, що ефективність лекцій в університетах України та США в контексті розвитку STEM-освіти визначається не лише якістю контенту, а й залежить від синергії когнітивних, поведінкових та мотиваційних факторів. У дослідженні обґрунтовується необхідність впровадження в Україні гібридної моделі навчання, яка поєднує теоретичну строгу основу української освіти з інтерактивною та прикладною спрямованістю американських підходів. Така інтеграція є важливою для покращення якості освіти у сфері робототехніки та її узгодження із сучасними стандартами STEM-освіти та вимогами ринку праці.