Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Сфера нанотехнологии как важная составляющая педагогического образования 14-36
1.1 Нанотехнология как область науки и техники 14-18
1.2 Историко-культурная составляющая нанотехнологического образования 18-32
1.2.1 Зарождение и эволюция основных понятий в области нанотехнологии 18-23
1.2.2 Отражение нанотехнологического компонента в школьной учебной практике 23-32
1.3 Констатирующее исследование сформированности представлений будущих учителей физики о нанотехнологии 32-35
Выводы по главе 1 35-36
Глава 2. Теоретическое обоснование и методика подготовки будущего учителя физики в области нанотехнологии в профессиональном цикле дисциплин 37-97
2.1 Теоретическое обоснование подготовки студентов педагогических вузов в области нанотехнологии 37-41
2.2 Методическое обоснование процесса включения нанотехнологических понятий в общий курс физических дисциплин основной и вариативной части программы обучения студентов педвуза 41-48
2.3 Модель методики подготовки будущих учителей физики в области нанотехнологии в профессиональном цикле дисциплин 48-54
2.4 Методика включения нанотехнологических понятий в инвариантную часть программы подготовки студентов педвузов 54-62
2.4.1 Нанотехнология и молекулярная физика 54-58
2.4.2 Нанотехнология и электродинамика 58-59
2.4.3 Нанотехнология и оптика 59-61
2.4.4 Нанотехнология и квантовая физика 61-62
2.5 Методика включения нанотехнологических понятий в вариативную часть программы подготовки студентов педагогического вуза 62-95
2.5.1 Спецкурс «Нанотехнология» как важное звено в формировании представлений о нанотехнологии в современности 62-68
2.5.2Использование интерактивных технологий при обучении студентов основам нанотехнологии 68-80
2.5.3 Использование возможностей различных средств программирования для визуализации и моделирования нанотехнологических процессов 80-84
2.5.4 Проектная и исследовательская деятельность студентов в области нанотехнологии 84-90
2.5.5 Возможности использования Интернет-ресурсов в области нанотехнологии 90-95
Выводы по главе 2 95-96
Глава 3. Экспериментальные основания методики подготовки будущего учителя физики в области нанотехнологии в профессиональном цикле дисциплин 97-121
3.1 Общая характеристика педагогического эксперимента 97-98
3.2 Поисковый этап педагогического эксперимента 98-113
3.3 Обучающий этап педагогического эксперимента 113-121
Выводы по главе 3 121
Заключение 122-123
Список литературы 124-134
Приложение 135-159
- Зарождение и эволюция основных понятий в области нанотехнологии
- Нанотехнология и молекулярная физика
- Проектная и исследовательская деятельность студентов в области нанотехнологии
- Обучающий этап педагогического эксперимента
Зарождение и эволюция основных понятий в области нанотехнологии
У современной нанотехнологии достаточно глубокие исторические корни. Приведем некоторые исторические вехи основных фундаментальных открытий в развитии нанотехнологии, способствующих дальнейшему интенсивному становлению и развитию нанотехнологии и ее формированию как междисциплинарной области современной науки и техники:
1905 – знаменитый физик Альберт Эйнштейн выразил размер молекулы сахара в нанометрах.
1951 – Джон фон Нейман определил принципы самокопирующихся машин.
1952 – Английский биолог, врач и нейробиолог Френсис Крик, совместно с американскими биологами Джеймсом Д. Уотсоном и Морисом Х. Ф. Уилкинсом (Нобелевские лауреаты по физиологии и медицине, 1962) расшифровали структуру ДНК.
1959 – Американский физик-теоретик Ричард Фейнман (Нобелевская премия по физике в 1965 г.), прочитал легендарную лекцию “Там внизу – много места” (“There s Plenty of Room at the Bottom”), в Калифорнийском Технологическом Институте [10]. Фейнман на протяжении лекции убедительно доказал, что с точки зрения фундаментальных законов физики нет никаких обективных препятствий к тому, чтобы создавать объекты путем непосредственной, безотходной сборки из атомов.
1961 – Мысль о существовании обратимых операций впервые высказал Р. Ландауэр. Позже в 1982 году специалист в области квантовых вычислений Ч. Беннет теоретически показал, что будущий квантовый компьютер может быть основан на обратимых операциях таким образом, чтобы энергия при вычислениях не тратилась.
1966 – Р. Янг из Национального бюро стандартов США предложил идею пьезодвигателей, которые сейчас обеспечивают наведение и позиционирование подложки туннельного зонда сканирующего туннельного микроскопа и другого нанотехнологического оборудования с точностью до 0,1 - 0,01 Ангстрем.
1968 – Альфред Чо и Джон Артур, сотрудники американской компании Bell, разработали теоретические основы и внедрили в производство нанообработку поверхностей.
1970 – Открытие российским химиком Алексеем Михайловичем Сладковым и его сотрудниками новой формы углерода - белого, сферообразного или "карбина" [65]. Открытие было признано в 1971 году.
1974 – Японский физик Норио Танигучи ввел в научный оборот слово “нанотехника”, которое он предложил использовать в качестве названия механизмов, размеры которых менее 1 микрона [48,с.23 ].
1981 – В Массачусетском технологическом институте была защищена диссертация Эриком Дрекслером, которая посвящалась молекулярной технологии.
1981 – немецкие физики Герд Бинниг и Генрих Рорер создали сканирующий туннельный микроскоп(СТМ), который способен показывать отдельные атомы. Впервые отдельные атомы вещества наблюдали сотрудники фирмы IBM. , работавшие тогда в Цюрихе. 1984 – физики Роберт Керл, Хэрольд Крото и Ричард Смолли (США) открыли фуллерен по созданной ими же методике выбивания кластеров при облучении.
1986 – Г.Биннинг с сотрудниками создали новый инструмент нанотехнологов - атомно-силовой микроскоп (AFM). В отличие от сканирующего туннельного микроскопа, атомно-силовой микроскоп основан на контакте поверхности с подвижным зондом и измерении отклонения зонда. Развитие техники СТМ и AFM привело к появлению большого ассортимента зондовых установок и микроскопов - важнейших в арсенале нанотехники.
1986 – Американский футуролог Эрик Дрекслер опубликовал книгу "Машины созидания: пришествие эры нанотехнологии".
1990 – Сотрудник компании IBM Дональд Эйглер, выложил атомами ксенона название своей фирмы
1991 – Сумио Идзима - сотрудник лаборатории фирмы NEC в Японии исследовал продукты, образующиеся при разряде вольтовой дуги в атмосфере нейтрального гелия и впервые обнаружил углеродные нанотрубки,
1997 –Сез Деккер (Голландский физик) создал первый транзистор на основе нанотехнологии.
1998 – В Беркли ( Калифорнийский университет) создан первый в мире двухкубитный квантовый компьютер, а в следующем году – трехкубитный образец, который с использованием алгоритма Гровера мог совершать поиск в базе данных, а еще через год был осуществлён метод упорядочения на квантовом компьютере с разрядностью 5 кубит.
1998 -2000 – Темпы развития нанотехнологии стали резко возрастать. Япония определила нанотехнологию как самую ответственную и перспективную технологическую категорию в XXI веке. Правительственное агентство MITI (Ministry of International Trade and Industry), разработало десятилетнюю государственную программу нанотехнологических исследований с бюджетом 200 млн. долл., которая в 90-х гг. была наилучшей и первой по финансированию в мире. 2000 – Присудение Жоресу Ивановичу Алферову и Герберту Крёмеру Нобелевской премии за работу в области полупроводниковых гетероструктур.
2001 – Издательство Academic Press выпускает пятитомный справочник по наноструктурным материалам и нанотехнологии.
2001 – Компания «Intel» произвела первый кремниевый транзистор с элементами, величина которых составила всего 20 нанометров.
2005 – На выставке CeBit в Ганновере компания IBM представила новый функциональный чип устройства квантового хранения данных – "Millipede" ("Многоножка").
2007 - Создание нового подразделение в Российской академии наук — «Отделение нанотехнологии и информационных технологий». Академиком-секретарем отделения стал, Евгений Павлович Велихов, а его заместителем — академик РАН Ж. И. Алферов.
2007- в соответствии с Федеральным законом от 19 июля 2007 г. № 139-ФЗ «О Российской корпорации нанотехнологий», для содействия реализации государственной политики в сфере нанотехнологии, развития инновационной инфраструктуры в сфере нанотехнологии, реализации проектов создания перспективных объектов наноиндустрии, была создана Государственная корпорация «Российская корпорация нанотехнологий» (ГК «Роснанотех»). В ее уставный капитал государством направлены 130 млрд рублей, а еще 50 млрд было привлечено на открытых конкурсах. Корпорация является некоммерческой организацией.
2009 - создание факультета нано-, био-, информационных и когнитивных технологий (ФНБИК), в МФТИ в мае 2009 года. В апреле 2017 года преобразован в Институт нано-, био-, информационных, когнитивных и социогуманитарных наук и технологий (ИНБИКСТ). Создание института обусловлено необходимостью подготовки высококвалифицированных специалистов, ориентированных на решение междисциплинарных задач. 2011 – создание АО «Роснано» — российская компания, возникш путем реорганизации государственной корпорации «Российская корпорация нанотехнологий».
Развитие нанотехнологии в последний период характеризуется очень высоким темпом. Нанотехнология постепенно охватывают все стороны жизни общества и поистине становятся ключевой технологией 21 века. В США за период с 2001 по 2008 г.г. государственные расходы на развитие нанотехнологии составили 9 млрд. долларов, частные инвестиции в нанотехнологии примерно в 10 раз превысили государственные, а число ученых, участвующих в нанотехнологических исследованиях, достиголо 100 000 человек.
Также в США, государственное финансирование нанотехнологических программ с 2002 по 2010 гг. выросло в 10 раз. В 2008 году государственное финансирование нанотехнологических исследований составило 1,4 млрд. долларов, что соответствует примерно 36 млрд. рублей, из которых около 1/3 пошло на научные исследования, столько же на оборону и чуть меньше на энергетические проекты.
В Японии с 1999 года действует «Национальная программа работ по нанотехнологии» с государственным финансированием более 5 млрд. долларов в год. [56 ].
В Китае с 2001 года в течении пяти лет действовала государственная программа с объёмом финансирования 300 млн. долларов, что позволило этой стране к 2007 году выйти на мировой уровень разработок.
Лидерами по объему финансирования нанотехнологических проектов в период с 2006 по 2010 гг. стали Япония (более 6 млрд. долларов), США (5,6 млрд. долларов) и страны Евросоюза (около 4,6 млрд. долларов). [ 4 ].
Россия инвестировала в развитие нанотехнологии около 8 млрд. долларов с 2006 по 2011 года. [ 59 ].
Нанотехнология и молекулярная физика
При изучении Молекулярной физики предлагается рассматривать следующие основные явления и процессы нанотехнологической тематики:
нанокристаллические материалы;
фуллерены;
нанотрубки;
Нанокомпозиты;
нанопористые материалы;
молекулярные нанотехнологии;
механосинтез;
ассемблер;
супрамолекулярные системы.
Особенности преподавания раздела «Молекулярной физики» связаны с тем, что студенты не обладают ещё достаточно высоким уровнем знаний по курсу общей физики, а также по специальным математическим дисциплинам, требующих понимание статистических, вероятностных законов. Некоторые явления и процессы молекулярной теории требуют наличия у студентов знаний из области квантовых представлений и процессов, происходящими с низкоразмерными структурами, такими как атом, молекула, молекулярная связь и т.п. Данные сложности отчасти можно преодолеть путём включения в образовательную программу понятий и представлений из области наномира.
В качестве иллюстраций явлений и процессов удобно привести явления из мира нано, которые помогут студентам на качественно новом уровне понять специфику микропроцессов, происходящих на уровне атомов и молекул. В качестве примеров можно приводить процессы самосборки молекулярных систем из отдельных атомов, рост кристаллов, появление различных видов связей в веществе и другие явления.
Область наномира может быть интересна при изучении процессов, изучаемых в молекулярной физике и термодинамике, как одна из базовых ступеней в понимании структурных уровней организации материи. Понимание структуры и характерных особенностей различных веществ и существования различных видов связей между молекулами и атомами является важным звеном в создании у студентов целостной системы представлений об уровнях микромира и наномира.
Так или иначе, данный подход уже давно используется при обучении школьников и студентов.
При использовании понятий НАНО на занятиях по молекулярной физике на первом месте должно стоять понимание законов и явлений курса молекулярной физики. Процесс осуществления связи имеет определённый порядок и происходит так: сначала используется база молекулярной физики ( как и любого другого курса), затем вводим понятия НАНО, как возможность расширить представления о явлениях и законах молекулярной физики и термодинамики, расширить кругозор учащихся. При ссылке на понятия и представления нанотехнологии через дисциплину «молекулярная физика и термодинамика» происходит первоначальное знакомство студентов с миром нано на качественном уровне, предполагающим понимание работы нанотехнологических устройств, используя законы и понятия молекулярной теории. Также в данном случае мы имеем дело и с обратным процессом: дополнение дисциплины «молекулярная физика и термодинамика» понятиями и терминами связанными с нанотехнологией (Рис.6 ).
В таблице 3 показаны примеры применения различных понятий из области наномира применительно к различным темам молекулярной физики и термодинамики.
Таким образом, изучение в разделе молекулярной физики и термодинамики явлений и процессов из уровня нано позволит студентом более детально разбираться в структурных и функциональных явлениях рассматриваемых в молекулярной теории (т.е. на уровне микромира).
Проектная и исследовательская деятельность студентов в области нанотехнологии
Высока важность связи с общеобразовательной школой процесса обучения студентов педвузов. В школах в рамках основной образовательной программы и элективных курсов уже сегодня можно наблюдать большое количество примеров и процессов из области нано. Созданы элективные курсы для профильных классов нанотехнологической тематики. Поэтому несомненно важным является получение знаний будущими учителями о нанотехнологии ещё в вузе. В процессе педагогической практики на старших курсах и дальнейшей работе в общеобразовательной школе эти знания полученные студентами будут востребованы и актуальны. Сегодня современному учителю необходимо переосмыслить предыдущий педагогический опыт, и найти новые ресурсы, которые можно использовать в системе образования.
Одной из сторон таких перемен является развитие сотрудничества учителя и ученика на основе нестандартных форм и методов обучения.
Проявление талантливости, интереса ребенка к образованию возможно через приобщение его к научно-исследовательской деятельности. Это очень актуально в современном обществе, так как многие учащиеся стремятся обеспечить себе высокий уровень образования и подготовки по многим предметам, а также обеспечить себе возможность профильного образования.
Приобщение школьников и студентов к научно-исследовательской работе позволяет им участвовать в образовательной среде, которая ориентирована на их интересы и потребности, дает возможность им самовыразиться, повышает их образовательный уровень, выявляет возможные недочеты и пробелы в полученных знаниях.
Участие студентов и школьников в исследовательской и проектной работе, осуществляется в контексте современного научного представления материализма и дискретности мира. Подобные исследовательские проекты могут быть направлены на эксперименты с наномиром, позволяющие учащимся осознать модельные объекты, условия их существования, лучше понять изучаемый в курсе основной школы материал.
Такие исследовательские работы в настоящее время проводятся в рамках программ дополнительного образования во внеурочное время.
Исследовательская и проектная деятельность школьников – основа достижения метапредметных образовательных результатов в условиях введения ФГОС общего образования. Будущий учитель должен быть готов к руководству этим видом деятельности школьников. Поэтому особую роль играет включение студентов – будущих учителей – в учебно-исследовательскую, проектную и проектно-исследовательскую деятельность. В настоящее время мы можем наблюдать кардинальные изменения во всем обществе. Данные изменения требуют от человека новых качеств. Чаще всего , речь идет о способности к самостоятельности в выборе решений, наличия креативного , творческого мышления, инициативности. В большинстве случаев, естественным является тот факт что задачи по формированию этих качеств возлагаются на образование. Можно констатировать, что набирающее силу за последнее десятилетие олимпиадное движение, работа по проведению научно-практических конференций не прошли даром и доказали свою эффективность. Конкурсы проектных и исследовательских работ школьников и студентов проводятся повсеместно, на региональном, всероссийском и международных уровнях.
Заинтересованные организации, безусловно, участвуют в повышении качества знаний школьников и студентов в области современной науки, в том числе и в области нанотехнологии. Так, Нанотехнологическое сообщество «НАНОМЕТР» уже несколько лет подряд проводит Всероссийскую Интернет-олимпиаду школьников, студентов, аспирантов и молодых ученых в области наносистем, наноматериалов и нанотехнологии «Нанотехнологии - прорыв в Будущее!» (http://www.nanometer.ru/olymp2_o8.html). В рамках Программы Фонда инфраструктурных и образовательных программ РОСНАНО создана «Школьная лига РОСНАНО». Это школьный всероссийский проект, обладающий разветвленной сетью представительств, целью которого является продвижение идей, направленных на развитие современного школьного образования, в первую очередь – естественнонаучного (http://schoolnano.ru/node/1449), в том числе и из области нанотехнология.
Вовлечение студентов-физиков будущих учителей в проектную и исследовательскую деятельность имеет два важных аспекта:
1) процесс осуществления проекта и исследовательская работа студента помогает ему понять и осмыслить на более серьёзном научном уровне явления и процессы, изучаемые студентами в рамках программы обучения по общим и специальным разделам курса физики;
2) знания методических основ осуществления проектной и исследовательской деятельности позволят будущим учителям в их профессиональной деятельности в школе.
Сегодня современному учителю необходимо переосмыслить предыдущий педагогический опыт, и найти новые ресурсы, которые можно использовать в системе образования.
Проявление талантливости, интереса студента к образованию возможно через приобщение его к научно-исследовательской деятельности. Это очень актуально в современном обществе, так как многие студенты педагогических вузов стремятся обеспечить себе высокий уровень образования и подготовки по многим предметам, а также обеспечить себе возможность профильного образования.
Приобщение студентов к проектной и исследовательской работе позволяет им участвовать в образовательной среде, которая ориентирована на их интересы и потребности, дает возможность самовыражения, повышает их образовательный уровень, выявляет возможные недочеты и пробелы в полученных знаниях.
Причем участие в исследовательской и проектной работе должно быть в контексте современного научного представления материальности и дискретности мира. Подобные исследовательские проекты могут быть направлены на эксперименты с наномиром, позволяющие студентам лучше понять процессы нанотехнологии, объяснять их и вести исследовательскую работу в актуальных областях современной физической науки
Такие исследовательские работы рекомендуется поводить в вариативной части обучения студентов: при проведении спецкурсов по нанотехнологии, современной физике и курса «Основы проектной и исследовательской деятельности».
Исследовательский этап в изучении нанотехнологии предполагает проведение исследовательских индивидуальных проектов, лабораторных работ, а также исследовательских и проектных работ, осуществляемых группой студентов. В рамках спецкурса «Нанотехнология» проектно-исследовательские работы студентов предполагают самостоятельное проведение исследования, а также его анализ и защиту. Многое виды проектно-исследовательских работ, выполняемых студентами, являются доступными как в приборном обеспечении, так и в подготовке. Они не требуют глубоких познаний в той или иной сфере нанотехнологии или других специальных дисциплин. Многие явления сферы нанотехнологии достаточно хорошо проявляются на уровне микромира и макромира. Для их визуальзации достаточно использовать оборудование: 1) оптический электронный микроскоп, 2) Сканирующий атомно-силовой или туннельный электронный микроскоп.
В качестве примеров можно указать предложенные в рамках спецкурса проектно-исследовательские работы:
1) Получение АСМ изображения на СЗМ «NanoEducator» в полуконтактном режиме.
2) Влияние различных видов сахара на рост и развитие дрожжей.
3) Исследование эффекта лотоса.
4) Исследование содержания воды из различных источников.
5) Исследование механизма упругой и пластичной деформации наноструктур.
6) Эффект «Памяти формы».
7) Эффект Тиндаля.
8) Исследование свойств жидких кристаллов.
9) Влияние наночастиц серебра на рост и развитие бактерий и другие работы. Учебно-исследовательские и проектные работы в рамках спецкурса «Нанотехнология» студенты выполняют в два этапа: 1) выполнение работ в рамках обозначенных преподавателем тем и направлений с первоначально-выбранной траекторией исследования; 2) выполнение проекта, связанного с самостоятельным выбором темы, определением направления и задач исследования. На втором этапе, преподаватель выступает в роли тьютора и наставника в рамках выполняемой проектно-исследовательской работы. Эти этапы позволяют включить студентов в выполнение работ разного уровня сложности.
Обучающий этап педагогического эксперимента
Основной задачей обучающего эксперимента являлось проверка гипотезы, выдвинутой в диссертационном исследовании.
Участниками обучающего эксперимента являлись: 1. Дальневосточный федеральный университет, 2. Чеченский государственный педагогический университет, 3.Пензенский государственный университет, 4.Рязанкий педагогический университет, 5.Калужский государственный университет им К.Э. Циолковского.
В таблице 10 представлены основные результаты проведенной в рамках обучающего эксперимента работы.
Знаком «+» отмечены те компоненты разработанной методической системы, которые включены в образовательный процесс в вузах, участвующих в эксперименте.
Существенный вклад в подготовку будущего учителя физики в области нанотехнологии можно внести если сформировать интерес у студентов к сфере нанотехнология. Высшим уровнем развития и проявления познавательной мотивации является познавательный интерес, который представляет собой сложное органическое единство интеллектуальных и эмоционально-волевых процессов, выступающих побудительной силой активного учения. Интерес является той базой, на которой строится дальнейшая структура обучения понятиям и явлениям сферы нанотехнологии. Если у студентов отсутствует интерес к такому актуальному направлению современной наука как нанотехнология, то ожидать высоких знании и умений в этой области не приходиться. Если имеется начальный уровень интереса, для создания более качественных условий обучения, его нужно увеличить. Различные уровни интереса: любопытство, любознательность, познавательный интерес, теоретический интерес
Выявление уровня первоначального интереса студентов к сфере нанотехнология является важной задачей методики обучения студентов. Зная исходные позиции, даже если интерес небольшой, можно добиться повышение его уровня путём включения в образовательный процесс комплекса мероприятий предложенных в методической системе.
Для выявления первоначального уровня интереса к сфере нанотехнология студентам была предложена анкета (Приложение 5). Вопросы анкеты были составлены таким образом, чтобы можно было выявить степень интереса (если он есть) к отдельным областям и направлениям сферы нанотехнологии. Первоначальный уровень интереса студентов определяется стихийными знаниями, которые были получены из СМИ, интернет, рекламы, друзей, знакомых и т.д. Однако не всегда этот интерес может быть низким, так нами выявлены довольно большие значения уровня первоначального интереса студентов к вопросам нанотехнологии связанных с: устройствами и приборами созданными на основе нанотехнологий, как они будут использоваться в быту. Большинство анкетируемых считают что внедрение наноматериалов и нанотехнологии скажется на их жизни в недалеком будущем.
Однако первоначальное анкетирование показало, что представленный у студентов интерес носит фрагментарный, несистемный характер, соответствующий уровню любопытства либо любознательности.
В таблице 11 представлены результаты анкетирования студентов для выявления уровня первоначального интереса к теме нанотехнология.
На основании результатов итогового анкетирования можно сделать вывод о том, что гипотеза исследования относительно повышения интереса студентов к теме нанотехнология подтверждается.
На основе данных констатирующего эксперимента и данных метода экспертной оценки был разработан учебно-методический материал, позволяющий раскрыть вопросы нанотехнологической тематики в инвариантной части (на уровне примеров понятий и явлений области нано) и вариативной части (спецкурс по основам нанотехнологии).
Проверка второй части гипотезы исследования (сформированность знаний в области нанотехнологии) проводилась с помощью тестирования студентов.
Первоначальное тестирование студентов проводилось до введения методической системы и осуществлялось в рамках спецкурса «Нанотехнология», изучаемого студентами третьих (Дальневосточный федеральный университет, Калужский государственный Университет) и четвертых курсов (Пензенский государственный университет, Рязанский педагогический Университет). Итоговое тестирование (Приложение 6) сформированности остаточных знаний из сферы нанотехнологии проводилось на четвертом курсе после изучения студентами таких разделов курса общей физики как молекулярная физика, электродинамика, оптика, квантовая физика и изучения спецкурса «нанотехнология».
В таблице 13 представлены результаты тестирования студентов в области сформированности нанотехнологических знаний для различных экспериментальных групп до и после введения методической системы.
Результаты итогового тестирования показывают заметное увеличение числа правильных ответов по сравнению с данными констатирующего эксперимента. Если по данным констатирующего эксперимента (см. Гл.1 п. 1.3) процент правильных ответов в тесте выявления первоначального уровня знаний студентов в области нанотехнологии составлял 50% - 70 %, то после введения методики процент правильных ответов составил 80.5 % - 91 %. Рост составляет 23.5 %.
Данные обучающего эксперимента в отношении контроля знаний студентов после осуществления с ними работы в рамках методической системы для участников констатирующего эксперимента и экспериментальных групп на обучающем этапе, указывают на повышение уровня знаний в области нанотехнологии. Вопросы которые на начальном этапе констатирующего эксперимента вызывали затруднения у студентов и они давали неверный ответ, на завершающем этапе обучающего эксперимента чаще всего не вызывали затруднения в ответах.
Таким образом, можем сделать вывод о том, что комплекс мероприятий предложенных в методической системе приводит к улучшению качества знаний и их сформированности.
Проверка третьей части гипотезы исследования(умение проводить учебно-исследовательскую работу в области нанотехнологии) осуществлялась на протяжении всего обучающего эксперимента.
В качестве основных показателей умений студентов проводить учебно-исследовательскую работу, можно выделить следующие:
1) выполнение курсовых работ студентами связанные с темой нанотехнология (увеличение качества и количества)
2) написание выпускных квалификационных работ студентами связанных с темой нанотехнология (увеличение качества и количества)
3) выполнение проектно-исследовательских работ связанных с нанотехнологической тематикой (участие в международных, всероссийских и региональных конкурсах и конференциях)
В таблице 14 представлены основные результаты проводимой в рамках эксперимента работы по вовлечению студентов педагогических вузов в учебно-исследовательскую работу.