У дисертації вперше запропоновано методичну систему підготовки майбутнього вчителя фізики до формування дослідницької компетентності учнів, яка ґрунтується на комплексному запровадженні сучасних інноваційних систем, засобів та моделей в освітньому процесі з фізики. Універсальність методичної системи полягає в тому, що вона може бути ефективно використана як в навчанні фізики, так і при вивченні дисциплін циклу фахової підготовки. Концептуально побудова методичної системи базується на засадах розвитку вищої освіти та Нової української школи, які передбачають створення сучасного навчального середовища на основі єдності раціонально-логічних та емоційно-ціннісних засад пізнавально-пошукової діяльності учнів, що вимагає широкого впровадження засобів ІКТ і комп’ютерної техніки.
Вперше запропоновано електронний навчально-методичний комплекс «Фізика. Легко» на основі електронного ресурсу і показано, що він забезпечуватиме ефективну реалізацію створеної методичної системи, сприятиме розвитку дослідницьких умінь майбутніх вчителів фізики та підготовки їх до формування в учнів дослідницької компетентності з фізики в умовах інтегрованого вивчення фізики та природничих дисциплін.
Вперше запропоновано дидактичну стратегію підвищення рівня фахової компетентності студентів при вивченні фізики шляхом їх підготовки до формування дослідницької компетентності учнів. Запропоновано зміст, методи та інноваційні форми фахової підготовки майбутніх учителів фізики до дослідницької діяльності на основі вивчення спецкурсу «Лазер у викладанні природничих дисциплін». Розроблено цільову програму підготовки майбутнього вчителя фізики з урахуванням тенденції розвитку ШФЕ, що реалізовані на базі ресурсу «Фізика. Легко» та навчальної моделі лазера.
Удосконалено навчально-методичне забезпечення і комп’ютерно орієнтовані програмні засоби для досягнення прогнозованих особистісних здобутків у ході підготовки майбутніх учителів фізики. Дістали подальшого розвитку технології, що забезпечують підвищення ефективності освітнього процесу з фізики за рахунок використання електронних навчально-методичних комплексів «Фізика. Легко» та «Лазер у викладанні природничих дисциплін». Удосконалено методику виконання фізичного практикуму, яка дає можливості студентові самостійно обирати власну траєкторію виконання завдань на основі ІКТ і спрямована на реалізацію принципів самоосвіти.
The dissertation provides a methodological system for training future physics teachers to foster students' research competence. This system is based on the integrated introduction of modern, innovative educational systems, tools, and models into the educational process in physics. Conceptually, the development of the methodological system for future teacher training aligns with the principles of the New Ukrainian School, emphasizing the creation of a modern learning environment enriched with ICT, computer equipment, and digital and cloud technologies. It integrates rational and logical approaches with emotional and value-based principles to enhance students' cognitive and exploratory activities.
It has been demonstrated that the educational and cognitive activities of students in pedagogical higher education institutions (HEIs) are continuously evolving and reach a research-oriented level, where the outcomes include the generation of new knowledge or the personal and professional development of learners.
The innovative electronic resource Physics. Easy is introduced, comprising a set of demonstration and laboratory tools that enable teachers to perform demonstrations and facilitate students' individual participation in frontal laboratory work and physical workshops in mechanics, molecular physics, electrodynamics, and optics. Additionally, the resource includes individual learning tasks and projects, significantly expanding the range of educational experiments available to young teachers for organizing the educational process within the framework of integrated learning.
The feasibility of introducing the Physics. Easy resource as the foundation for an authorial methodological system is substantiated. This system corresponds to the principles of the New Ukrainian School, incorporates modern pedagogical technologies, and aims to foster the self-realization of future teachers within a learner-centered environment. Furthermore, the study reveals the potential and efficacy of Physics. Easy in developing integrated content-activity and activity-personality competencies in future teachers.
A dynamic model of the methodological system for training future teachers has been constructed. This model includes new technological elements, such as the introduction of individual learning tasks (theoretical, experimental, research-based, and methodological) and educational projects. The practical implementation of this model in pedagogical universities is analyzed.
The content, innovative forms, and methods of future teacher training, particularly those based on the special course Laser in Teaching Natural Sciences, are substantiated.
A targeted programme for the professional training of future physics teachers has been developed. This programme takes into account contemporary trends in school physics experiments, incorporates computer-oriented systems and teaching aids, and is implemented using the Physics. Easy resource.
The educational and methodological support for computer-oriented systems and teaching aids has been enhanced to achieve predicted personal and professional goals in future teacher training. Pedagogical technologies aimed at improving the efficiency of the educational process in physics have been developed through the integration of electronic educational and methodological complexes such as Physics. Easy and Laser in Teaching Natural Sciences.
Methodological recommendations for incorporating research experiments into the educational process have been created, utilizing electronic teaching and methodological complexes Physics. Easy and Laser in Teaching Natural Sciences.
A computer-oriented educational and methodological complex on optics, based on an educational laser, has been developed. This complex stimulates students' self-development during research activities, encourages creativity, and enhances their interest and motivation to learn.
The methodology of the physics workshop has been improved through the use of the Physics. Easy resource. This enhancement allows pupils and students to independently choose their research trajectories using ICT, addressing challenges related to self-education and self-improvement.
For the first time, the electronic educational and methodological complex Physics. Easy has been introduced. It has been demonstrated that this resource ensures the effective implementation of the proposed methodological system and contributes to the development of knowledge and skills essential for fostering research competence in the educational process in physics.
