Висвітлено проблеми експериментальних і теоретичних досліджень фізичних властивостей структурно-неоднорідних систем у конденсованому стані.Особливу увагу приділено комп'ютерним технологіям в організації самостійної роботи студентів, теоретико-методологічним особливостям вивчення дисциплін фізико-математичного циклу у вищих медичних навчальних закладах, акмеологічним технологіям професійної освіти тощо. Детально проаналізовано історію розвитку вітчизняної астрономії у XIX ст., а також найважливіші досягнення української фізики у XX ст.

Викладено авторську концепцію базового курсу фізики, інтегрованого з астрономією, як першого ступеня навчання фізики в загально-освітній школі. Описано досвід і результати першого, відносно завершеного циклу впровадження пропонованого курсу за пробними підручниками "Фізика. Астрономія" (за ред. проф. О.І.Бугайова). Співставлення очікуваного педагогічного ефекту з результатами дослідно-експериментального навчання і масовою практикою роботи за пробними підручниками здійснено з позицій дидактичної інноватики.

У монографії розглядаються теоретичні основи змісту і структури інтегрального курсу "Фізика. Астрономія" (7-9 класи), як нового навчального предмету, та методичні засади його вивчення в основній школі. На основі уявлення про зміст освіти як чотирьохкомпонентну структуру (предметні знання, узагальнені способи діяльності, досвід емоціонально-вольового ставлення до результатів і процесу діяльності в даній предметній галузі знань, досвід творчої діяльності) дано обгрунтування функцій пропонованого навчального курсу, його програми, змісту та структури адекватних їм пробних підручників; проаналізовано розвиток та глибину вивчення основних елементів змісту навчання; запропоновано цілісну методичну систему навчання основам фізичних і астрономічних знань.

Розглядаються психолого-педагогічні аспекти організації творчого процесу навчання з фізики в сучасній школі, методологічні проблеми підвищення продуктивності вивчення механіки в середній загальноосвітній школі, а також проблеми розвитку професійного мислення і процесу визначення рівня професійної підготовки студентів інженерно-педагогічних спеціальностей. Досліджуються можливості розвитку мислення школярів у навчальному пізнанні фізики на основі логічного підходу і нові технології навчання фізики як засобу розвитку їх творчих здібностей. Дано опис рефлексивного управління засвоєння нового матеріалу під час навчання фізики на основі модульної технології. Висвітлюються питання формування стратегії комбінаторних дій в творчості учнів у школі, а також підвищення їх організаторської обдарованості тощо.

Статтю присвячено професійній підготовці вчителів фізики до використання нових інформаційних технологій на базі комп'ютера. Подається новий метод навчання, який полягає у побудові студентами баз знань для експертних систем. Обговорюється створення бази знань для експертної системи і наводиться алгоритм, який для цього використовується. Описано досвід застосування цього алгоритму студентами. При цьому студенти навчаються не відповідаючи на запитання, що задаються їм експертною системою, а формулюючи запитання самі. Наведено результати педагогічного експерименту, що підтверджують ефективність методу.

Розглянуто науково-педагогічні основи організації навчально-виховного процесу у кабінеті фізики (КФ) у загальноосвітніх навчальних закладах, а також організаційно-педагогічні передумови організації КФ як навчального середовища (сучасний стан обладнання КФ, принципи організації та структурні елементи КФ, загальні вимоги до навчального приміщення КФ, антропометричні, санітарно-гігієнічні, естетичні вимоги, освітлення КФ). Визначено методичні основи організації робочих зон КФ: демонстраційний стіл, робочий стіл учителя, класна дошка та ін.

Подано теоретико-технологічну модель управління, орієнтовану на когнітивні та емоціонально-ціннісні основи діяльності учнів у навчанні фізики. Розроблено технологічні схеми управління навчанням фізики з різними видами контролю (оперативний, поточний, тематичний, підсумковий). Окремі розділи присвячено методичним та технологічним особливостям, а також результатам впровадження еталонного підходу в навчанні фізики.

Наведено опис типового обладнання шкільного фізичного кабінету. Розглянуто принципові схеми, технічні характеристики, вказівки щодо експлуатації приладів, необхідних для проведення шкільного фізичного експерименту. Охарактеризовано склад, будову та механізм дії джерел електричного струму та живлення, шкільних демонстраційних електровимірювальних приладів, електронних осцилографів і звукових генераторів, секундоміру, вакуум-насосів і проекційної апаратури. Розглянуто спеціальні способи проектування та можливості використання шкільних приладів для проведення конкретних дослідів та вимірювання різних фізичних величин.

Приведено описание типового оборудования школьного физического кабинета. Рассмотрены принципиальные схемы, технические характеристики, особенности эксплуатации приборов, необходимых для проведения школьного физического эксперимента. Охарактеризованы состав, конструкция и механизм действия источников электрического тока и питания, школьных демонстрационных электроизмерительных приборов, электронных осцилографов и звуковых генераторов, секундомера, вакуум-насосов и проекционной аппаратуры. Рассмотрены специальные способы проектирования и возможности использования школьных приборов для проведения конкретных опытов и измерения различных физических величин.

Проаналізовано стан фізичної освіти в педагогічних вищих навчальних закладах України, запропоновано концепцію методичної системи навчання загальної фізики. Наведено основні напрямки удосконалення фахової підготовки вчителів фізики відповідно до національної доктрини розвитку освіти країни у ХХІ ст. і приєднання української держави до Болонського процесу. На підставі інтеграції фундаментальності та професіональної спрямованості підготовки з даного предмету описано систему її вивчення майбутніми вчителями.

Проанализировано состояние физического образования в педагогический высших учебных заведениях Украины, предложена концепция методической системы обучения общей физике. Приведены основные направления усовершенствования специальной подготовки учителей физики в соответствии с национальной доктриной развития образования в ХХІ ст. и присоединения украинского государства к Болонскому процессу. На основании интеграции фундаментальности и профессиональной направленности подготовки по данному предмету описана система ее изучения будущими учителями.

Розглянуто методологічні, дидактичні та психолого-педагогічні засади особистісно-орієнтованого навчання фізики. Встановлено можливості та перспективи використання нової педагогічної технології за сучасних умов. Показано концептуальні відмінності традиційного та особистісно-орієнтованого навчання фізики. Розглянуто проблему технологізації педагогічного процесу та встановлено вимоги щодо розробки технологій особистісно-орієнтованого навчання. Проаналізовано типові недоліки у знаннях учнів з фізики як наслідок використання методів традиційного навчання. Запропоновано ефективні засоби індивідуалізації та диференціації навчального процесу, зокрема розроблено технології модульного, відкритого, рівневого навчання. Сформульовано основні вимоги, визначено функції та умови ефективності особистісно-орієнтованого уроку з фізики.

Рассмотрены методологические, дидактические и психолого-педагогические основы личностно-ориентированного обучения физике. Установлены возможности и перспективы использования новой педагогической технологии в современых условиях. Показаны концепутальные отличия традиционного и личностно-ориентированного обучения физике. Рассмотрена проблема технологизации педагогического процесса и установлены требования к разработке технологий личностно-ориентированного обучения. Проанализированы типичные недостатки в знаниях учащихся по физике как следствие использования методов традиционного обучения. Предложены эффективные средства индивидуализации и дифференциации учебного процесса, в частности разработаны технологии модульного, отрытого и уровневого обучения. Установлены основные требования, определены функции и условия эффективности личностно-ориентированного урока физики.

Проаналізовано фізико-технічну творчість у системі загальноосвітньої підготовки школярів, соціальну значимість та психолого-педагогічні особливості організації їх творчості. Описано методики і методи творчого конструювання в позакласній роботі.

Проанализированы физико-техническое творчество в системе общеобразовательной подготовки школьников, социальная значимость и психолого-педагогические особенности организации творчества школьников. Описаны методики и методы творческого конструирования во внеклассной работе.

Висвітлено актуальні проблеми теорії та методики навчання природничо-математичних дисциплін, методики та техніки навчального експерименту, зокрема розглянуто шкільний фізичний експеримент. Описано процес становлення та розвитку експериментального методу пізнання природничих наук, зокрема фізичного експерименту. Розкрито деякі аспекти організації шкільних хімічних олімпіад.

Освещены актуальные проблемы теории и методики обучения природоведческо-математических дисциплин, методики и техники учебного эксперимента, в частности, школьного физического эксперимента. Описан процесс становления экспериментального метода познания природоведческих наук, в частности рассмотрена история становления и развития физического эксперимента. Раскрыты некоторые аспекты организации школьных химических олимпиад.

Розкрито методологічні засади прогнозування фізичної освіти. Описано математичні методи як засіб конструювання змісту шкільного курсу фізики. Показано роль фізичного експерименту в сучасному навчально-виховному процесі. Висвітлено проблеми формування моделювальної компетентності у майбутніх учителів фізики. Виявлено інтегративний характер науково-природничих знань.

Раскрыты методологические основы прогнозирования физического образования. Описаны математичкие методы как способ конструирования содержания школьного курса физики. Показана роль физического эксперимента в современном учебно-воспитательном процессе. Освещены проблемы формирования моделированной компетентности у будущих учителей физики. Выявлен интегративный характер научно-естественных знаний.

Проаналізовано проблеми удосконалення навчання з фізики за умов ступеневої освіти. Розглянуто актуальні питання професійної підготовки фахівців. Висвітлено особливості експериментальних і теоретичних досліджень фізичних властивостей полімерів, напівпровідників та інших систем.

Проанализированы проблемы усовершенствования обучения физики в условиях ступенчатого образования. Рассмотрены актуальные вопросы проффессиональной подготовки специалистов. Освещены особенности экспериментальных и теоретических исследований физических свойств полимеров, полупроводников и других систем.

Викладено питання організації та забезпечення сучасного освітнього середовища (ОС) фізики у загальноосвітніх навчальних закладах. Розкрито теоретичні та методичні аспекти освітнього процесу з фізики відповідно до вимог навчальних технологій. Запропоновано методичну концепцію кабінету фізики як ОС, наведено вимоги до навчального приміщення кабінету, наукової організації педагогічної праці, а також антропометричні, санітарно-гігієнічні й естетичні вимоги. Проаналізовано особливості проведення диференційованих лабораторних робіт з даного предмета.

Изложены вопросы организации и обеспечения современной образовательной среды (ОС) физики в общеобразовательных учебных заведениях. Раскрыты теоретические и методические аспекты образовательного процесса по физике в соответствии с требованиями учебных технологий. Предложена методическая концепция кабинета физики как ОС, приведены требования к учебному помещению кабинета, научной организации педагогического труда, а также антропометрические, санитарно-гигиенические и эстетические требования. Проанализированы особенности проведения дифференцированных лабораторных работ по данному предмету.

Наведено матеріали з історії механіки, молекулярної фізики й електродинаміки. Викладено біографічні відомості про відомих учених-фізиків, проведено історичний огляд становлення основних понять і законів фізичної науки: вільного падіння, динаміки Ньютона, всесвітнього тяжіння, збереження кількості руху та механічної енергії, термодинаміки, принципу відносності та рівняння стану ідеального газу. Розглянуто історію формування базових фізичних понять: сили, тиску, температури та кількості теплоти. Висвітлено історію законів Ома та Кулона, атомістики, вивчення постійного струму й електричної провідності речовин, вакуумної електротехніки, відкриття магнітної взаємодії та явища електромагнітної індукції. В історичному аспекті розглянуто становлення систем одиниць виміру фізичних величин, відкриття електромагнітного поля, електромагнітних хвиль і підтвердження електромагнітної природи світла, принципу спектрального аналізу, вивчення фотоефекту, розвитку спеціальної теорії відносності та визначення елементарного електричного заряду. Розкрито роль використання елементів історизму у підвищенні ефективності та якості проведення уроків з фізики, формуванні наукового світогляду учнів, розвитку їх творчого мислення та національно-патріотичних переконань.

Изложены материалы по истории механики, молекулярной физики и электродинамики. Даны биографические сведения о известных ученых-физиках, осуществлен исторический обзор становления основых понятий и законов физической науки: свободного падения, динамики Ньютона, всемирного тяготения, сохранения количества движения и механической энергии, термодинамики, принципа относительности и уравнения состояния идеального газа. Рассмотрена история формирования базовых физических понятий: силы, давления, температуры и количества теплоты. Освещена история законов Ома и Кулона, атомистики, изучения постоянного тока и электрической проводимости веществ, вакуумной электротехники, открытия магнитного взаимодействия и явления электромагнитной индукции. В историческом аспекте рассмотрены становление систем едениц измерения физических величин, открытия электромагнитного поля, электромагнитных волн и подтверждения электромагнитной природы света, принципа спектрального анализу, изучения фотоэффекта, развития специальной теории относительности и определения элементарного электрического заряда. Раскрыта роль использования элементов историзма в повышении эффективности и качества проведения уроков физики, формировании научного мировоззрения учащихся, развитии их творческого мышления и национально-патриотических убеждений.

Теоретично й експериментально обгрунтовано нову дидактичну систему формування творчих здібностей та стимулювання пізнавальної активності старшокласників на базі теорії управління навчанням фізики, яка відповідає стану розвитку педагогічних технологій за умов становлення інноваційної парадигми освіти. Проаналізовано становлення та розвиток фізичної освіти у контексті цілеспрямованості, та прогнозованості навчання; створити інноваційні методичні моделі управління навчання фізики старшокласників на рівнях активізації пізнання та розвитку творчих здібностей; розробити спеціальну навчальну програму дисципліни "Вибрані питання шкільного курсу фізики" на базі еталонних вимірників якості знань. Здійснено розвиток теорії управління навчання фізики у напрямі об'єктивізації поточного контролю засобами завдань еталонного характеру. Удосконалено технології використання особистісних цілеорієнтацій на різних етапах і за різних типів уроків фізики з метою забезпечення дієвості навчання.

Розроблено методику застосування нового навчально-методичного комплексу, який поєднує традиційний підручник з фізики з електронним додатком до нього (на прикладі навчального матеріалу курсу фізики основної школи). Таке поєднання забезпечує збільшення можливості традиційного підручника, оскільки доповнює та ілюструє навчальний матеріал, викладений у підручнику. Запропоновано методику використання електронних додатків у системі з підручником на уроках фізики різних типів та під час самостійної роботи учнів основної школи (розділи "Тиск газів і рідин", "Електричні явища", "Електромагнітні явища"). На підставі результатів педагогічного експерименту доведено, що комплексне використання розробленого зазначеного додатку та традиційного підручника відповідно до створеної методики сприяє формуванню стійкого пізнавального інтересу як головного мотиву пізнавальної діяльності та підвищує якість засвоєння учнями знань з фізики.

Запропоновано новий підхід щодо розробки методики навчання мови фізики учнів середньої загальноосвітньої школи, у якому вперше враховано концептуальні положення єдиної теорії психічних процесів щодо двомовного характеру мислення. Зроблено висновок, що формування в учнів вміння узгоджувати мовленнєві й образні структури як складові мови фізики є основою розуміння навчального матеріалу. Сформульовано визначення поняття мови фізики як системи знаково-символічних засобів, які використовуються в навчальному процесі, пов'язаному з вивченням фізики. Здійснено їх поділ на нормативні й індивідуальні (за усталеністю та сферою вживання), а також на мовленнєві й образні (за характером сприйняття). Особливу увагу приділено дослідженню символотворчості учнів для потреб комунікації та мислення. Встановлено, що творчість у мовній сфері дозволяє школярам активно опановувати культурні мовні норми. Обгрунтовано необхідність ознайомлення учнів із синтаксичними засобами навчальних фізичних текстів, встановлення міжпредметних зв'язків "мовного" спрямування (на матеріалі математики, хімії, мовознавства), використання у процесі розв'язування фізичних задач методу ключових слів для засвоєння термінів. Визначено напрямки використання новітніх інформаційних технологій для навчання учнів мови фізики, пов'язані з можливостями мультимедіа, розроблено відповідні програмні засоби. Експериментально доведено, що врахування двомовності розумових процесів, зокрема, виконання учнями спеціальних завдань на перекодування навчальної інформації у різні форми, сприяє розвитку їх розумових здібностей та формуванню дієвих фізичних знань.

Запропоновано концепцію експериментальної підготовки майбутніх учителів фізики, яка базується на раціонально-логічних і емоційно-ціннісних засадах їх пізнавальної діяльності. Розроблено динамічну модель системи організації та проведення експериментальних досліджень майбутнього вчителя фізики. Запропоновано особистісно орієнтовану методичну систему експериментальної підготовки даних студентів, яка відповідає рівню розвитку сучасних технологій навчання, зокрема інформаційно-комунікаційних. Концептуально обгрунтовано необхідність удосконалення методичної системи експериментальної підготовки майбутніх учителів фізики, яка передбачає поєднання традиційних та інноваційних форм організації навчального процесу, методів і засобів навчання. Експериментально доведено, що побудована методична система забезпечує функціонування всіх складових навчально-виховного процесу, дозволяє активізувати вивчення фахових дисциплін за умов орієнтації на індивідуальний розвиток особистості, створює умови для більш ефективного опанування системою знань і вмінь, розвиває творчу спрямованість майбутнього вчителя, сприяє формуванню відповідних професійних і особистісних якостей.