▶ Фундаментальні фізичні і математичні константи
ВК 7: осінній семестр 3 кредити
Предметом дисципліни «Фундаментальні фізичні та математичні константи» є фундаментальні константи фізики і математики, проблеми, пов’язані з ними, їх зв’язок з існуючими фундаментальними взаємодіями та їх вплив на властивості Всесвіту. Мета цієї дисципліни: сформувати уявлення про основи єдиної наукової картини світу, яка базується на досягненнях сучасної математики, теоретичної та експериментальної фізики, астрофізики. При цьому розкривається місце і значення фундаментальних констант у загальній і професійній освіті; проводиться методологічний аналіз самого поняття «фундаментальна константа», формулюється критерій фундаментальності констант, здійснюється аналіз змісту існуючих таблиць фізичних констант, їх розмірностей; розглядаються термінологічні питання та проблеми точного вимірювання числових значень констант. З’ясовується залежність фундаментальних констант від часу, вплив числових значень констант на стійкість основних структурних елементів спостережуваного Всесвіту (атомних ядер, атомів, зір, галактик). Обговорюється антропний принцип (слабкий і сильний), його різні формулювання, ілюструється його зміст достатньою кількістю прикладів, аналізуються можливі інтерпретації антропного принципу. Увага здобувачів звертається на можливому трактуванні числових значень фундаментальних констант як флуктуацій (гіпотеза «ансамблю світів»), обговорюється проблема формування цих числових значень на ранніх етапах еволюції Всесвіту. Зрештою визначається повна група фундаментальних констант фізики, яка з необхідністю і достатністю описує і характеризує наш Всесвіт («Код Всесвіту»).
▶ Основи спеціальної та загальної теорії відносності
ВК 7: осінній семестр 3 кредити
Дисципліна «Основи спеціальної та загальної теорій відносності» охоплює фундаментальні положення релятивістської фізики, які є базою для сучасного розуміння простору, часу, гравітації та взаємодії тіл у різних фізичних умовах. Вивчення цієї дисципліни є невід’ємною частиною підготовки студентів фізико-математичних та інженерно-технічних спеціальностей. Курс складається з двох основних частин. Перша частина присвячена спеціальній теорії відносності (СТВ), що включає: принципи релятивістської інваріантності, перетворення Лоренца, релятивістську кінематику та динаміку, енергію та імпульс у релятивістському контексті, а також електродинаміку рухомих систем. Розглядається зв’язок СТВ з класичною механікою, а також експериментальні підтвердження теорії. Друга частина охоплює загальну теорію відносності (ЗТВ), зосереджену на релятивістській гравітації, геометрії криволінійного простору-часу, рівняннях Ейнштейна, викривленні простору-часу під дією маси та енергії, а також застосуваннях ЗТВ до астрофізичних і космологічних задач (чорні діри, гравітаційні хвилі, розширення Всесвіту). Розглядаються експериментальні підтвердження цієї теорії.
▶ Релятивістська астрофізика
ВК 7: осінній семестр 3 кредити
Дисципліна «Релятивістська астрофізика» присвячена вивченню астрофізичних об’єктів і процесів, у яких проявляються ефекти спеціальної та загальної теорій відносності. Курс розроблений для здобувачів освіти другого (магістерського) рівня освіти, і має на меті формування глибокого розуміння фізичних процесів у екстремальних умовах Всесвіту. Основна увага зосереджена на вивченні компактних астрофізичних об'єктів (білі карлики, нейтронні зорі, чорні діри), релятивістських моделях гравітаційного колапсу, акреційних дисків, релятивістських струменів (джетів) та гравітаційних хвиль. Певна частина курсу присвячена розв’язанню рівнянь Ейнштейна для різних симетрій та фізичних сценаріїв, зокрема метриці Шварцшильда, Керра та Фрідмана–Леметра–Робертсона–Вокера. Дисципліна також охоплює реліктове випромінювання, еволюцію Всесвіту, темну матерію та темну енергію, а також спостережувані релятивістські ефекти – гравітаційне лінзування, червоне зміщення, ефект Шапіро та ін. Особлива увага приділяється методам спостереження та інтерпретації астрофізичних даних у контексті релятивістських моделей.
▶ Актуальні питання педагогіки і психології середньої освіти
ВК 8: осінній семестр 3 кредити
Дисципліна «Актуальні питання педагогіки і психології середньої освіти» спрямована на поглиблення знань здобувачів освіти щодо сучасних тенденцій розвитку освітнього процесу в закладах загальної середньої освіти, актуальних проблем педагогічної науки та практики, а також психологічних аспектів професійної діяльності вчителя. Основна мета курсу — сформувати у майбутніх педагогів критичне розуміння освітніх змін, підвищити рівень їхньої професійної рефлексії та готовності до роботи в умовах трансформації освіти. У межах вивчення дисципліни розглядаються ключові питання сучасної педагогіки: інноваційні підходи до навчання та виховання, реалізація компетентнісного підходу, інтеграція змісту освіти, впровадження інклюзивного навчання, формування соціально-емоційних навичок учнів. Значну увагу приділено також психологічній підтримці учасників освітнього процесу, розвитку емоційного інтелекту, профілактиці професійного вигорання вчителів, побудові ефективної комунікації між учасниками освітнього середовища. Опанування курсу сприяє формуванню глибокого розуміння викликів сучасної середньої освіти, розвитку професійної гнучкості та здатності до пошуку ефективних педагогічних і психологічних рішень у складних навчально-виховних ситуаціях. Дисципліна є важливим елементом підготовки фахівців нової генерації, здатних до інноваційної діяльності та постійного професійного самовдосконалення.
▶ Віртуальний фізичний експеримент
ВК 8: осінній семестр 3 кредити
Дисципліна «Віртуальний фізичний експеримент» спрямована на формування в студентів сучасних навичок проведення фізичних досліджень у цифровому середовищі. Вона є складовою частиною фундаментальної підготовки з фізики та поєднує класичні наукові підходи з можливостями комп’ютерного моделювання, візуалізації процесів та обробки результатів. У рамках курсу студенти знайомляться з віртуальними лабораторіями, інтерактивними симуляціями та програмними середовищами, що дозволяють досліджувати складні фізичні явища без використання реального обладнання. Особлива увага приділяється моделюванню механічних, електричних, теплових, оптичних та квантових процесів, а також аналізу похибок, побудові графіків, перевірці фізичних гіпотез та інтерпретації результатів.Метою дисципліни є розвиток умінь критичного та логічного мислення, формування навичок самостійного проведення експериментів, підготовки звітів, аналізу даних і роботи з науковими джерелами. Курс є важливою частиною підготовки фахівців у галузях природничих наук, техніки, педагогіки та ІТ. Освоєння інструментів віртуального експерименту дозволяє студентам виконувати лабораторні роботи дистанційно, що є особливо актуальним у сучасних умовах цифровізації освіти."
▶ Електронна теорія матеріалів
ВК 8: осінній семестр 3 кредити
Мета курсу: Поглиблення спеціальних знань з фізики твердого тіла та класичної електродинаміки; формування уявлень студентів про особливості і властивості твердих тіл і їх з'єднань, теорію та моделі, що описують поведінку електронів провідності. Завдання курсу: Одне з головних завдань курсу – формування у студентів наукового світогляду. Основою його формування є вірне розуміння фізичних явищ, законів, шляхів розвитку фізичних теорій. Розкриття структурних особливостей кристалічних тіл; теорії теплопровідності і електропровідності в класичному і квантовому наближеннях; дослідження явищ в напівпровідниках; класичні і квантові теорії магнетизму. Розкриття природи електропровідності та намагнічування на основі класичної електронної теорії, квантово-механічне описання руху електронів в решітці, створення енергетичних зон в кристалах. Основною метою дисципліни є поглиблення раніше отриманих знань для їх практичного використання при розгляді основних фізичних властивостей твердих тіл. У процесі викладання курсу буде розглянуто рух і взаємодію електричних зарядів в речовині; фізичну сутність процесів, що лежать в основі електромагнітних явищ.
▶ Проєктування навчальних середовищ з фізики
ВК 8: осінній семестр 3 кредити
Анотація дисципліни: Предметом вивчення навчальної дисципліни є теоретичні засади методики проектування навчальних середовищ з фізики у загальноосвітніх навчальних закладах; наукові знання теорії педагогічного проектування та структури освітніх середовищ; сучасні підходи до організації навчального процесу з фізики у загально-освітніх навчальних закладах. Мета та завдання дисципліни: Мета дисципліни: розширення предмету дослідження методики навчання фізики, яка сьогодні має шукати відповіді на питання, що пов’язані з формуванням цілей навчання фізики в основній і профільній школі; визначення змісту їх навчання в умовах рівневої і профільної диференціації; обґрунтування вибору технологій навчання, здатних підвищити результативність підготовки молоді до життя; визначення умов навчання школярів, сприятливих для досягнення навчальних, розвивальних і виховних цілей. Зміна цілей фізичної освіти супроводжується реформуванням її змісту навчання в школі, на який впливають стан розвитку науки - фізики; ступінь розвитку інформаційного середовища, психолого-педагогічні особливості розвитку учнів, що вивчають предмет, тенденції розвитку фізичної освіти, нововведення в освітній галузі, пов’язані з реалізацією принципів варіативності, оптимізації, використання ШІ та ін. Учитель повинен навчитися конструювати зміст навчання дисципліни фізики, використовуючи в якості стержня загальностандартну її частину, на основі якої вибудовувати орієнтацію на особистісний потенціал учня, стиль його мислення, профіль розвитку. Зміна підходів до організації навчального процесу, для якого характерними стають самонавчання, саморозвиток і самовиховання, обумовлює необхідність створення умов для здійснення пізнавальної діяльності учнями з урахуванням їх особистісних характеристик та наявного життєвого досвіду. Перелік цих умов відображається в характеристиках навчального середовища на уроці, яке має спроектувати і створити вчитель."
▶ Творчі задачі з фізики та астрономії
ВК 9: осінній семестр 3 кредити
Дисципліна «Творчі задачі з фізики та астрономії» орієнтована на розвиток аналітичного, логічного й креативного мислення студентів шляхом розв’язання нетипових, нестандартних і міждисциплінарних задач. Курс формує вміння застосовувати фізичні й астрономічні знання в нових ситуаціях, розвивати евристичні підходи, проводити наближені оцінки, створювати моделі реальних явищ та шукати нестандартні шляхи до розв’язання проблем. Зміст дисципліни охоплює широке коло тем, включаючи: задачі на побутові фізичні ситуації, астрофізичні парадокси, задачі з надлишковими або недостатніми даними, оцінювання порядків величин, задачі за схемою «що б сталося, якби», логічні задачі на уяву, дослідницькі задачі та задачі, складені. за уривком з художнього твору. Частина курсу присвячена історично відомим задачам, що відіграли ключову роль у розвитку фізики та астрономії, а також завданням з олімпіад, турнірів і науково-популярної літератури. Особлива увага приділяється розвитку навичок формулювання задач, побудові гіпотез, експериментального мислення, а також роботі в малих групах. Студенти вчаться не лише знаходити правильне рішення, але й аргументовано захищати його, аналізувати альтернативні підходи та створювати власні задачі.
▶ Концепції сучасного природознавства
ВК 9: осінній семестр 3 кредити
Предметом вивчення навчальної дисципліни є найбільш загальні, фундаментальні уявлення про світ, що складаються в рамках основних напрямків природознавства і виражають специфічні особливості концепції картини світу, притаманні даним конкретним наукам. Метою викладання навчальної дисципліни «Концепції сучасного природознавства» є формування у студентів науково-природничого світогляду. Основою його формування є вірне розуміння явищ, законів, шляхів розвитку природничих теорій.Основними завданнями курсу є: * формування уявлень про процеси і форми пізнання навколишнього середовища і відповідну діяльність з позиції природничих наук; * набуття студентами природничо-наукових знань і навичок природничо-наукового аналізу природних явищ, включаючи процеси формування і розвитку всесвіту; * на основі принципових положень, теорій і досягнень науки про природу набуття уявлень про цілісну природничо-наукову картину світу як модель природи; * розвиток сприйнятливості до проблематики природознавства;* формування розуміння глибоких протиріч розвитку світу природи. Вивчення курсу супроводжується семінарськими заняттями з обговорення основних понять і проблем курсу."
▶ Новітні досягнення у фізиці та астрофізиці
ВК 9: осінній семестр 3 кредити
Дисципліна «Новітні досягнення у фізиці та астрофізиці» присвячена ознайомленню здобувачів освіти з актуальними науковими відкриттями, сучасними напрямами досліджень та передовими технологіями в галузі фундаментальної та прикладної фізики, а також астрофізики. Курс спрямований на формування у здобувачів освіти цілісного уявлення про сучасний стан науки, розуміння її динаміки та міждисциплінарних зв’язків. У рамках дисципліни розглядаються найважливіші прориви останніх десятиліть, зокрема: відкриття гравітаційних хвиль, нейтринних осциляцій, результати космічних місій у Сонячній системі, відкриття і дослідження екзопланет, виявлення надмасивних чорних дір, дослідження темної матерії та темної енергії, сучасні експерименти на Великому адронному колайдері, досягнення в галузі нейтринної фізики, космології, нанофізики. Курс має міждисциплінарний характер, охоплює як експериментальні, так і теоретичні аспекти, демонструючи тісний зв’язок між фізикою, астрономією, інформатикою, матеріалознавством та інженерією. Особлива увага приділяється обговоренню методів наукових досліджень, аналізу наукових публікацій, а також ролі міжнародних наукових колаборацій. У процесі навчання магістранти аналізують сучасні наукові статті, проводять наукові огляди, готують міні-дослідження, беруть участь у дискусіях щодо перспектив розвитку фізики й астрофізики у XXI столітті. Дисципліна формує критичне мислення, навички наукової комунікації, аналітичної роботи з інформаційними джерелами та мотивує до подальшої наукової діяльності.