Enhancing Student Engagement in Nanotechnology through STEM-Based Instruction: Evidence from a Quasi-Experimental Study in Higher Education

Qubahan Academic Journal, 2026

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.48161/qaj.v6n2a2334
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

The integration of STEM-based instructional approaches into advanced scientific fields such as nanotechnology is increasingly recognized as essential for improving student engagement and conceptual understanding in higher education. However, empirical evidence on its effectiveness in physics education remains limited. This study examines the impact of STEM-oriented, project-based instruction on undergraduate students’ interest in nanotechnology. A quasi-experimental design was implemented involving 108 second- and third-year physics students from three universities in Kazakhstan. Participants were divided into an experimental group (n = 53), which received STEM-based project and laboratory instruction, and a control group (n = 55), which was taught using traditional lecture-based methods over a 15-week semester. Student interest in nanotechnology was measured using a validated 20-item Likert-scale questionnaire with high reliability (Cronbach’s α ≥ 0.80), administered before and after the intervention. Pre-test results confirmed no statistically significant differences between groups (p > 0.05), ensuring baseline equivalence. Post-test findings demonstrated a marked improvement in the experimental group (+28 points) compared to the control group (+7 points). Statistical analysis using the Mann–Whitney U test confirmed a significant difference between groups (p < 0.001), with a large effect size (r ≈ 0.78). These results provide strong evidence that STEM-based, inquiry-driven instruction significantly enhances student engagement and interest in nanotechnology. The study contributes to STEM education literature by highlighting the effectiveness of experiential and interdisciplinary teaching strategies in fostering motivation toward emerging scientific fields. The findings also offer practical implications for curriculum developers and educators seeking to modernize science education through active learning methodologies.