Робота присвячена розробці програмного забезпечення засобами середовища LabVIEW для організації експериментальних досліджень у режимі віддаленого доступу. Зазначено, що цей напрям досліджень є надзвичайно актуальним, оскільки, робота з використанням мережі Інтернет дозволить співпрацювати різним навчальним закладам, по суті, "обмінюючись" існуючим обладнанням. Запропоновано методики підключення реальних вимірювально-обчислювальних комплексів до мережі Інтернет й організацію доступу як до інформації про результати вимірювання, так і до фактичного управління експериментом.

Работа посвящена разработке программного обеспечения средствами LabVIEW для организации экспериментальных исследований в режиме удаленного доступа. Отмечено, что данное направление исследований является чрезвычайно актуальным, поскольку работа с использованием сети Интернет позволит сотрудничать различным учебным заведениям, по сути, "обмениваясь" существующим оборудованием. Предложены методики подключения реальных измерительно-вычислительных комплексов к сети Интернет и организация доступа как к информации о результатах измерения, так и фактического управления экспериментом.

The process of the software development by using the LabVIEW is presented. Such software is used to the organizing of the experimental investigations in the remote access regime. This area of research is urgent problem because the activity which baseson Internet applications allows to cooperating the different universities namely to exchange available equipments. The techniques of the Internet connection of the real measuring-calculating complexes and organizing of the access both to the experimentally obtained data and to the control functions are developed.

Вперше теоретично обгрунтовано методичні основи активізації пізнавальної діяльності студентів (ПДС) засобами навчального фізичного експерименту у процесі навчання загального курсу фізики у ВНЗ. Виокремлено рівні, критерії та показники активності ПДС з фізики. Набули подальшого розвитку теорія та практика активізації ПДС на основі запровадження розрахунково-графічних робіт та індивідуальних завдань з фізики з використанням комп'ютерного моделювання явищ і процесів. Удосконалено методику та техніку окремих видів навчального фізичного експерименту внаслідок запровадження засобів інформаційно-комунікаційних технологій, а також методику вивчення оптики у ВНЗ.

Вперше запропоновано методику навчання молекулярної фізики майбутніх учителів за умов інформаційного індивідуально орієнтованого освітнього середовища, спрямовану на інтеграцію особистісних характеристик із способами навчальної діяльності. Запропоновано навчально-методичний комплекс як модель реалізації індивідуального підходу для розв'язання предметних, прикладних і методичних завдань у навчанні фізики майбутніх учителів та розроблено такі його елементи, як навчально-методичний посібник "Молекулярна фізика. Лабораторний практикум"; різнорівневі індивідуальні завдання, тести; система запитань та завдань для самостійної роботи; контрольно-оцінювальна система. Розроблено теоретичні та методичні основи використання інформаційно-комунікаційних засобів у процесі навчання молекулярної фізики студентів напряму підготовки "Фізика" педагогічних університетів відповідно із вимогами щодо організації навчального процесу на засадах індивідуального підходу. Створено освітній портал з молекулярної фізики, який забезпечує набуття студентом навичок користування інтернет-ресурсами та освітніми порталами та дозволяє в індивідуальному плані сформувати у нього повний цикл навчальної діяльності.

Рассмотрен личностно-ориентированный подход в преподавании физики в ВУЗе, дана краткая сравнительная характеристика традиционного и личностно-ориентированного подхода в обучении. Рассмотрены пути реализация личностно-ориентированного подхода в условиях современной высшей школы.

Розкрито зміст теоретичної підготовки вчителя з формування й розвитку пізнавальної активності учнів, визначено вплив віртуального фізичного експерименту на перебіг цих процесів, запропоновано рекомендації з проектування навчального процесу, орієнтованого на розвиток пізнавальної активності школярів.

Запропоновано методику, яка базується на змісті навчального матеріалу з курсу фізики для ВНЗ відповідного рівня, представленому чинними програмами, та на комплексному використанні різних видів навчально-пізнавальної діяльності студентів у поєднанні з інформаційно-комунікаційними технологіями та відповідним навчально-методичним забезпеченням. Розроблено методичні засади навчального фізичного експерименту у ВНЗ І - ІІ рівнів акредитації з використанням особистісних здобутків особистості в контексті організації та проведення демонстраційних експериментів із професійним спрямуванням, інтегрованих лабораторних дослідів для молодших фахівців за обраними напрямками підготовки згідно з бінарною цільовою програмою, лабораторного практикуму з впровадженням інтегрованого підходу (особистісно-компетентнісно-діяльністного) в навчанні фізики, споглядання та спостереження фізичних об'єктів і виявлення здобутих фізичних знань у професійних компетенціях, упровадження домашніх дослідів з метою підвищення якості вмотивованості студентів коледжів і технікумів до вивчення фізики та спеціальних дисциплін. Експериментально підтверджено ефективність розробленої методики щодо підвищення рівня інтересу студентів до вивчення фізики в контексті навчального фізичного експерименту. Результати впроваджено в навчальний процес.

Висвітлено цілі та змістово-методичні напрями навчання математичних методів фізики у педагогічних університетах з позиції еволюції вимог вищої школи. Розкрито теоретичні основи та моделі методичної системи навчання цих методів у педагогічних університетах. Проаналізовано системний підхід до виявлення у процесі навчання математичних методів фізики системних ознак та конкретизації змісту його компонент. Обгрунтовано порівняльно-узгоджувальний підхід щодо цілеспрямованого формування надпредметних математичних компетентностей з фізики. Розроблено модель методичної системи навчання математичних методів фізики на прикладі модуля "Вибрані питання теоретичної фізики".

Проаналізовано та розглянуто закони збереження динамічних характеристик квантової механіки, таких як енергія, момент імпульсу та імпульсу. Виявлено їх взаємозв'язок з фундаментальним поняттям симетрії, яке покладено в основу сучасних фізичних теорій. Принципи симетрії використовуються в об'єднувальних фізичних теоріях. Проте слід відзначити, що теорія великого об'єднання, заснована на принципах симетрії, знаходиться у стадії розробки. Роль принципів інваріантності у фізиці ще не вичерпана, і ми далекі від універсального закону природи. Симетрія властивостей квантово-механічної системи щодо перестановки частинок місцями лежить в основі принципу нерозривності частинок. Для багатьох фізичних систем є характерними свої особливі приховані типи симетрії. У фізиці елементарних частинок - калібрувальна інваріантність - симетрія частинок відносно певного типу перетворень, завдяки якій можна встановити внутрішню структуру у великій кількості відкритих фізиками елементарних частинок. Симетрія виявляє взаємозв'язок фізичних законів, спрощує розуміння складних процесів, що протікають у мікросвіті та розглядаються під час навчання з фізики.

Виконано теоретичне узагальнення та запропоновано нове роз'яснення проблеми моніторингу фахових компетентностей з астрономії майбутніх учителів фізики в процесі професійної підготовки, що відображено в обгрунтуванні та перевірці відповідної педагогічної моделі. Розроблено та теоретично обгрунтовано модель системи моніторингу фахових компетентностей з астрономії майбутніх учителів фізики в процесі професійної підготовки. Запропонована модель передбачає комплексний кваліметричний моніторинг результатів навчання під час вивчення астрономічних дисциплін. У процесі педагогічного експерименту доведено, що запропонована системи моніторингу фахових компетентностей з астрономії позитивно впливає на результати професійної підготовки майбутніх учителів фізики та є оптимальною.

Проаналізовано контрольні заходи з дисципліни "Методика навчання фізики" ("МНФ"), які включають оперативний, поточний, тематичний і підсумковий контроль. Показано, що поточний контроль здійснюється під час проведення практичних, лабораторних занять з дисципліни "МНФ" і має на меті перевірку рівня підготовленості студента до виконання конкретної роботи. Констатовано, що в Кам'янець-Подільському національному університеті імені Івана Огієнка форму проведення поточного контролю з дисципліни "МНФ" під час навчальних занять і систему оцінювання рівня знань визначає кафедра методики викладання фізики та дисциплін технологічної освітньої галузі. Наголошено, що підсумковий контроль з дисципліни "МНФ" проводиться з метою оцінювання результатів навчання на певному освітньому (кваліфікаційному) рівні або на окремих його завершальних етапах. Констатовано, що підсумковий контроль з дисципліни "МНФ" у Кам'янець-Подільському національному університеті імені Івана Огієнка, включає семестровий контроль та державну атестацію студента, випускника кафедри методики викладання фізики та дисциплін технологічної освітньої галузі. Констатовано також, що Кам'янець-Подільський національний університет імені Івана Огієнка використовує письмову форму підсумкового контролю після закінчення логічно завершеної частини лекційних, лабораторних, практичних занять і самостійної та індивідуальної, модульних робіт з дисципліни "МНФ" та їх результати враховує при виставленні підсумкової оцінки. Аргументуємо, що: формування методичних компетентностей майбутніх учителів фізики на різних освітніх (кваліфікаційних) рівнях обізнаності з дисципліни "МНФ", має свої особливості, у ракурсі діяльності наукової школи "Теоретико-технологічні аспекти об'єктивізації контролю навчальної діяльності" при кафедрі методики викладання фізики і дисциплін технологічної освітньої галузі. Причино-наслідковим зв'язком визначено дієвість як методичну компетентність вчителя фізики, і на прикладах нових форм контролю, показано як управляти її формуванням і розвитком у процесі вивчення методики навчання фізики, як академічної дисципліни. Описано через дієвість перший рівень вищої освіти для майбутнього вчителя фізики, який реалізує формування різних ступенів методичних знань, педагогічних умінь, особистісних цінностей, особистісних якостей виявлення у дії, та показано, як визначається і оцінюється методична компетентність майбутнього фахівця.

Розглянуто питання щодо використання елементів курсу теоретичної фізики під час вивчення дисципліни "Фізика" у майбутніх учителів хімії і біології. Теоретично обгрунтовано та вказано на роль курсу теоретичної фізики для формування природничо-наукових знань у майбутніх учителів хімії і біології. Звернено увагу на висновки, до яких призводить викладання деяких питань теоретичної фізики для формування природничо-наукової картини світу у студентів нефізичних спеціальностей педагогічних університетів. Такий підхід до вивчення курсу фізики допоможе студентам вияснити деякі важливі методологічні та світоглядні питання фізики та встановити взаємозв'язок фундаментальних фізичних теорій у хімічних і біологічних процесах.

Розглянуто деякі методичні підходи з викладання курсу фізики в американському університеті для студентів з непрофільною підготовкою з цього предмету. Особливу увагу приділено використанню таких підходів: прискорене навчання в одно- та двомісячному курсових форматах, Ітеративна Навчальна Модель, і впровадження інноваційних технологій. Наведено порівняння успішності студентів і докази ефективності навчання в кожному з цих підходів.

Мета роботи - висвітлити проблему підготовки майбутнього вчителя фізики в контексті сьогодення. Проілюстровано компетентнісний підхід та описано метод аналізу в пізнанні майбутнього вчителя фізики. У результаті аналізу, вперше доведено, що існують якісні ознаки професійної підготовки майбутнього вчителя фізики. Проаналізовано наукову проблему теперішнього стану національної освіти, як такої, що потребує дієвого (а не формального) застосування професійних знань на практиці, у будь-якій сфері діяльності особистості, особливо в Україні. Досліджено формування методичної компетентності майбутнього вчителя фізики через аналіз в пізнанні. Особливу увагу приділено термінам "дієвість", "методична компетентність", "навчально-методичні завдання" та "сценарії професійних ігор із логічним навантаженням". Основний зміст дослідження полягає в активному залученні студентів до професійної діяльності та виявленні в дії педагогічних знань у процесі вивчення методики навчання фізики.

Вперше запропоновано методичну систему формування предметної компетентності студентів у процесі складання і розв’язування фізичних задач, яка спрямована на залучення студентів до навчально-пізнавальної діяльності на основі системного, особистісно орієнтованого, діяльнішого, дослідницького, практико-орієнтованого, контекстного та компетентнісного підходів до навчання фізики. Для реалізації методичної системи розроблено навчально-методичний комплекс для загальноосвітньої дисципліни "Фізика" у ВНЗ І - ІІ рівнів акредитації, до складу якого входять: навчальна програма дисципліни, тематичне планування; навчально-методичний посібник, що містить методичні рекомендації щодо формування предметної компетентності студентів засобами практико орієнтованих фізичних задач. Розроблено методику формування предметної компетентності студентів у процесі складання і розв'язування фізичних задач. Виокремлено етапи цілеспрямованого формування предметної компетентності за ієрархією рівнів - від рівня відтворення, до рівня встановлення зв’язків, та рівня розвитку мислення, що забезпечено низкою методичних розробок з: організації навчально-пізнавальної діяльності студентів зі складання і розв’язування: навчальних, практико орієнтованих задач-запитань, задач-проблем, задач-завдань; навчально-практичних; навчально-евристичних; навчально-дослідницьких фізичних задач. Виконано перевірку ефективності методичної системи у навчанні фізики у практиці роботи ВНЗ І - ІІ на засадах педагогічного експерименту.

Дисертаційне дослідження присвячене обгрунтуванню та реалізації методики виконання основного фізичного практикуму на основі взаємозв'язку та взаємообумовленості реального та віртуального навчального експериментів, а також розробці та реалізації відповідного програмного забезпечення для виконання таких експериментів. Сутність розробленої методики виконання фізичного практикуму полягає у тому, що під час роботи з комп’ютерно-орієнтованими засобами навчання, як і під час використання реального обладнання, студент виконує ряд операцій, що пов’язані із маніпуляцією об’єктами дослідження, що описуються в інструкції до конкретної лабораторної роботи. Тобто, алгоритми досягнення встановленої мети діяльності не відрізняються. У віртуальній роботі, на базі якої побудовано комп’ютерно-орієнтований засіб навчання, враховано всі суттєві якості досліджуваного явища, а результат розв’язання педагогічного завдання в обох випадках збігається. Отже, загальним є спрямування суб’єкта навчальної діяльності на аналіз фізичної сутності процесу. Таким чином під час виконання робіт фізичного практикуму активізується в цілому самостійна робота студентів як на стадії підготовки та виконання фізичного практикуму, так і на завершальному етапі у зв’язку з формулюванням висновків про результати виконання роботи. Запропонована методика взаємозв'язку реального та віртуального навчального експериментів під час підготовки та виконання робіт фізичного практикуму може ефективно запроваджуватися й стосовно інших видів індивідуальної роботи студентів: під час розв’язування навчально-експериментальних завдань; під час демонстрації експерименту на лекції; для реалізації творчих здібностей студентів у процесі дослідницьких завдань та виконання курсових і науково-дослідних проектів.

Здійснено аналіз еволюції навчального обладнання та організації шкільного фізичного експерименту в зв’язку з запровадженням компетентнісного підходу навчання та розробленням новітніх комплектів приладів та обладнання з фізики. Визначено педагогічні та методичні умови, за якими визначається ефективність новітнього обладнання. Розроблено методику формування експериментальних компетентностей на основі вимірювального комплекту в старшій школі. Запропоновано структуру компетентнісно-орієнтованого навчального середовища та сформовано модель методичної системи навчання фізики на засадах компетентнісного підходу. Створено методичну систему, яка базується на змісті навчального матеріалу з шкільного курсу фізики для старшої школи представленому чинними програмами та на комплексному використанні різних видів навчально-пізнавальної діяльності учнів у поєднанні з інформаційно-комунікаційними технологіями та відповідним навчально-методичним забезпеченням. Обгрунтовано структуру формування готовності до оволодіння компетентностями та методичні засади створення експериментального навчального середовища з фізики у загальноосвітніх середніх навчальних закладів як фактору розвитку особистості школяра. Проведено перевірку ефективності розробленої методичної системи формування експериментальної компетентності у старшокласників на основі вимірювального комплекту.

Запропоновано концепцію навчання курсу теоретичної фізики як чинника фундаменталізації професійної підготовки майбутніх учителів фізики за умов сучасної парадигми вищої освіти. Обгрунтовано теоретико-методичні засади створення авторської моделі відкритої та гнучкої методичної системи навчання дисциплін на основі органічного поєднання принципів фундаментальності і професійної спрямованості, реалізації діяльнісного, особистісно зорієнтованого та компетентнісного підходів, раціонального поєднання традиційних та інноваційних технологій навчання, спрямованих на самореалізацію, професійне зростання та самоствердження особистості майбутнього вчителя фізики.

Наведено особливості організації навчально-виховного процесу з фізики у мистецьких вишах I - II рівнів акредитації. Розглянуто питання вибору форм і методів навчання фізики студентів. Показано, що методи навчання слід обирати з урахуванням психологічних і фізіологічних особливостей студентів з метою формування інтересу до фізичної науки. Запропоновано авторський трирівневий підхід (науково-популярний, експериментальний, фундаментальний рівні) до організації особистісно зорієнтованого навчання фізики, що охоплює такі дидактичні принципи як доступність, наочність, науковість і системність. На першому рівні студентам потрібно прищепити інтерес до фізики, показати її специфіку, значення термінів тощо. На другому рівні першорядне значення починає відігравати експеримент - лабораторні досліди мають стимулювати студентів робити самостійні висновки. На третьому рівні особливої актуальності набуває метод проблемного навчання, який надає можливість виробити у студентів уміння самостійно розв'язувати фізичні задачі. Зроблено висновок, що на якість навчання позитивно впливає розв'язання експериментальних задач.

За умов становлення інформаційного суспільства та інтенсивної інформатизації освіти особливої уваги набуває питання використання електронних освітніх ресурсів в начально-виховному процесі загальноосвітніх навчальних закладів. Це вимагає формування відповідних умінь у майбутніх учителів, які ми назвали інформаційно-проектувальні. Наведено приклади видів діяльності, де є можливим формування відповідних умінь. Описано організацію окремих видів діяльності під час вивчення дисципліни "Методика застосування електронних освітніх ресурсів під час навчання фізики". Описано конструктив організації діяльності студентів із віртуальною комп'ютерною моделлю. Акцентовано увагу на можливості формування інформаційно-проектувальних умінь під час роботи з віртуальними лабораторіями, зокрема комплексом NOVA-5000. Наведено перелік дидактичних матеріалів, які студенти самостійно розробляють до уроку, що включає постановку демонстраційного експерименту та використання електронних освітніх ресурсів.

Розглянуто особливості використання компетентністного підходу в процесі викладання фізики у вищих навчальних закладах, який передбачає засвоєння студентами різного роду знань, умінь, навичок, що надасть можливість їм у майбутньому діяти ефективно в ситуаціях професійного, особистого та суспільного життя. Описано різницю між традиційними підходами і компетентністним, між компетенцією і компетентністю, наведено основні структурні елементи компетентності. Розглянуто шляхи формування предметної компетентності, яка виступає як здатність застосування студентами вивчених формул, законів і явищ, при вирішенні поставлених завдань і використання знань в життєвих ситуаціях. Запропоновано з власного досвіду роботи рівні формування предметної компетентності, які досягаються в процесі складання та розв'язування фізичних задач.