НАУКОВА, НАУКОВО-ТЕХНІЧНА ТА ІННОВАЦІЙНА ДІЯЛЬНІСТЬ КАФЕДРИ МАТЕМАТИКИ І ФІЗИКИ

Навчально-виховний процес та наукову роботу на кафедрі здійснює професорсько-викладацький склад, загальною кількістю 10 викладачів, із яких два мають науковий ступінь доктора наук та п’ять викладачів мають науковий ступінь кандидата наук.

Всі викладачі кафедри працюють над науково-дослідною темою кафедри «Інформаційно-комунікаційні технології в професійній підготовці вчителя математики і фізики», науковий керівник Спірінцев Д.В. (2022-2026 рр.)

Науково-дослідна тема кафедри «Інформаційно-комунікаційні технології в професійній підготовці вчителя математики і фізики» спрямована на теоретичне обґрунтування та практичну реалізацію цифрової трансформації педагогічної освіти в умовах модернізації системи загальної середньої освіти. Актуальність теми зумовлена необхідністю формування у майбутніх учителів математики і фізики високого рівня предметної, методичної та цифрової компетентності, здатності ефективно використовувати сучасні інформаційно-комунікаційні технології у професійній діяльності. Дослідження охоплює розробку концептуальних засад інтеграції ІКТ у зміст фахової підготовки, визначення педагогічних умов їх ефективного застосування, створення цифрових освітніх ресурсів і моделей навчання, що поєднують традиційні та інноваційні підходи.

У межах теми вивчаються дидактичні можливості систем комп’ютерної математики, динамічних математичних середовищ, цифрових лабораторій з фізики, інтерактивних симуляцій, онлайн-платформ і мобільних застосунків для організації навчальної, дослідницької та проєктної діяльності студентів. Особлива увага приділяється використанню ІКТ як інструменту математичного моделювання, візуалізації абстрактних понять, автоматизації обчислень та аналізу фізичних процесів, що сприяє підвищенню практичної спрямованості підготовки майбутніх педагогів. Досліджується вплив цифрових технологій на формування професійної мобільності, здатності до інноваційної діяльності та безперервного професійного розвитку.

Окремим напрямом у межах загальної тематики є дослідження проблем геометричного моделювання як складової професійної підготовки майбутніх учителів. У цьому контексті розглядаються можливості використання сучасних програмних засобів для побудови та аналізу геометричних моделей, розвитку просторового мислення, формування дослідницьких умінь і методичної готовності до викладання відповідних розділів шкільного курсу математики. Зазначений напрям інтегрується з цифровими технологіями та доповнює загальну концепцію підготовки майбутнього вчителя в умовах цифровізації освіти.

Тема має міждисциплінарний характер, поєднуючи педагогіку, методику навчання математики і фізики, прикладну математику, інформаційні технології та цифрову дидактику. Результатом наукових розробок є створення методичних рекомендацій, навчально-методичних комплексів, електронних курсів, інтерактивних моделей і цифрових ресурсів, які впроваджуються у практику професійної підготовки та апробуються в закладах загальної середньої освіти. Реалізація дослідження сприяє модернізації освітніх програм, підвищенню якості фахової підготовки та формуванню конкурентоспроможного вчителя математики і фізики, здатного ефективно працювати в умовах сучасного цифрового освітнього середовища.

Основні результати реалізації НДР освітлено у публікаційній діяльності НПП кафедри математики і фізики:

• Публікації у фахових виданнях (категорія А, Б)  
• Публікації у виданнях, що індексуються Scopus, WOS

Викладачі кафедри математики систематично здійснюють підвищення свого професійного та науково-методичного рівня, що є важливою складовою забезпечення якості освітнього процесу. З цією метою вони щорічно проходять курси підвищення кваліфікації, беруть участь у програмах професійного розвитку, стажуваннях, тематичних семінарах, тренінгах і вебінарах. Значна увага приділяється активній участі у всеукраїнських та міжнародних науково-практичних конференціях, круглих столах і фахових дискусіях, що сприяє обміну досвідом, апробації результатів наукових досліджень та впровадженню інноваційних педагогічних технологій у навчальний процес. Отримані під час підвищення кваліфікації знання та навички інтегруються в освітню діяльність кафедри, що забезпечує її відповідність сучасним вимогам розвитку математичної та педагогічної освіти.

Викладачі кафедри приймають активну участь у науковому та науково-технічному співробітництві із закордонними організаціями, а саме:

• Участь у міжнародному проєкті ERASMUS+, в межах якого впроваджується оновлення ОК «Шкільний курс математики». “Bringing Opportunities and Organizational Success To Small Local Universities in Ukraine” («Надання можливостей і організаційного успіху регіональним університетам в Україні») (BOOST) ERASMUS-EDU-202 (2023-2025), напрям «How to update a course and increase its efficiency on Moodle learning platform (SVNC.TK.356)», 2023-2025 рр.

• У міжнародному проєкті EU4Youth «Відновлення через соціальне підприємництво» / «Building Back Better Through Social Entrepreneurship»! 2024р. Це був практичний курс з соціального підприємництва для студентів 17–24 років, що передбачав створення власного бізнес-проєкту, який вирішуватиме нагальні соціальні, культурні або екологічні проблеми під наставництвом викладача та ментора-підприємця. Особливий акцент зроблено на використанні цифрових інструментів для розвитку підприємництва. По завершенні курсу студенти підготують деталізований бізнес-план для реалізації своєї ідеї, матимуть змогу пройти тестування для отримання міжнародного сертифікату Entrepreneurial Skills Pass (ESP), який підтверджує наявність підприємницького досвіду, знань та навичок. Під керівництвом викладача кафедри пройшли перший тур та попали у півфінал.

• З 27.10.2024 по 31.10.2024 року представники кафедри були з візитом у Fachhochschule des Mittelstands (Білефельд, Німеччина) з метою участі в навчальному візиті, що є частиною проєкту “Universities-Communities: strengthening cooperation” (UNIKOM), № 101083077, який фінансується програмою CBHE Erasmus+. Координатор проєкту – Fachhochschule des Mittelstands. Навчальний візит став важливим етапом для розуміння форматів посилення співпраці між університетом та регіональними громадами, спрямованої на розвиток інновацій та соціального партнерства.

• Міжнародний проєкт “Developing Future Educators “Digital Competence Through Introducing Robotics into Curriculum’” (Erasmus+), № 101179514, 2025. Основним фокусом проєкту є розвиток цифрової компетентності майбутніх учителів через запровадження робототехніки в освітні програми. Партнерами проєкту виступають 6 українських університетів: Кременецька обласна гуманітарно-педагогічна академія імені Тараса Шевченка (координатор проєкту), Мелітопольський державний педагогічний університет імені Богдана Хмельницького,  Ізмаїльський державний гуманітарний університет, Мукачевський державний університет, Заклад вищої освіти «Подільський державний університет», Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, а також 3 європейські заклади освіти: University of Tartu, Narva College (Естонія), Graz University of Technology (Австрія), Заклад дошкільної освіти Rakvere LINN – RRK (Естонія)

На кафедрі математики і фізики працює студентський науковий гурток «Радикал», який об’єднав здобувачів ВО  з метою якісної підготовки фахівців, формування навичок наукової роботи та вмінь застосовувати їх в практичній діяльності. Гурток покликаний стимулювати творчий підхід до навчання та залучати найбільш обдарованих студентів до подальшої наукової діяльності. Основною метою гуртка «Радикал» є залучення студентів до наукової роботи і вдосконалення навичок у самостійній науково-дослідній діяльності. У березні 2024 р. команда Aleph zero студентів факультету інформатики, математики та економіки МДПУ, які також є учасниками гуртка «Радикал», здобула перемогу (I місце) в номінації «Найкраща спільна робота» у міжнародній олімпіаді з математики SoMaS Team Challenge 2024 (на базі Школи математики та статистики Університету Шеффілда, Сполучене Королівство Великої Британії та Північної Ірландії). (посилання)

Крім того, наші здобувачі освіти беруть участь у Всеукраїнських конкурсах студентських наукових робіт.

Хотілося б зазначити також активну участь здобувачів ВО у науково-дослідній роботі кафедри. Щорічно здобувачі ВО, що навчаються на спеціальності «Середня освіта. Математика», беруть активну участь у роботі різноманітних наукових конференцій, семінарів, круглих столів тощо. (посилання)

В рамках науково-дослідної теми кафедри «Інформаційно-комунікаційні технології в професійній підготовці вчителя математики і фізики» на кафедрі математики і фізики щорічно проводиться ряд науково-методичних і освітніх заходів, спрямованих на впровадження сучасних цифрових технологій у професійну підготовку майбутніх учителів. Зокрема, організовуються науково-практичні конференції, методичні семінари, круглі столи, майстер-класи та тренінги з використання систем комп’ютерної математики, динамічних математичних середовищ і цифрових лабораторій. Значна увага приділяється апробації інноваційних методик, обговоренню результатів досліджень, обміну досвідом щодо застосування інформаційно-комунікаційних технологій у викладанні математики і фізики. Проведення таких заходів сприяє підвищенню якості фахової підготовки здобувачів освіти, розвитку їхніх цифрових та професійних компетентностей, а також інтеграції кафедри у сучасний освітньо-науковий простір.

Наприклад, 18 квітня 2025 року у рамках І Всеукраїнської науково-практичної конференції з міжнародною участю «Междисциплінарний діалог: молодь, наука, інновації.» було проведено конкурс студентських наукових робіт та секційне засідання «Інноваційні методи навчання та математика», МДПУ імені Богдана Хмельницького (посилання)

12 травня 2025 року в Мелітопольському державному педагогічному університеті імені Богдана Хмельницького відбувся круглий стіл на тему: «Розвиток цифрової компетентності здобувачів вищої освіти під час залученості у процес розробки навчальних інтерактивних засобів», який був проведений до Дня науки в онлайн-форматі (Zoom) кафедрою математики і фізики. 

27 листопада 2025 року у Тячеві відбулася подія: кафедра математики і фізики взяла участь у урочистому відкритті Освітнього центру МДПУ у Тячеві та провела ТЯЧІВ HUB FEST. Кафедрою було представлено свою локацію (посилання). Після урочистого відкриття Освітнього центру МДПУ у Тячеві фестиваль перейшов у найважливіший режим – EDU-ACTIVE, коли слова про партнерство і розвиток перетворюються на реальні кроки, інструменти й живі взаємодії!

Колектив кафедри пропонував освітянам такі курси «SMART-практикум для вчителя: інтерактивні матеріали своїми руками» та  «Інтерактивні дошки й плакати: авторський курс для педагогів», створений на основі авторського педагогічного програмного засобу «Конструктор інтерактивних плакатів». Вчителі ознайомилися з новими методиками навчання, цифровими інструментами, інтерактивними платформами та сервісами, ідеями для проведення уроків, класних годин, позакласних заходів. Викладачі консультували педагогів, ділилися власним досвідом участі в національних та міжнародних програмах. Окрему увагу було приділено обговоренню можливостей професійного розвитку та форматів підвищення кваліфікації, які можуть бути адаптовані відповідно до актуальних потреб закладів освіти Тячівщини.

В процесі роботи над індивідуальними темами викладачами розроблено комп’ютерну програму-педагогічний програмний засіб «Конструктор інтерактивних плакатів», на яку отримано свідоцтво про реєстрацію авторського права на твір № 53382 (Бєльчев П.В., Рашковський П.О., Таблер Т.І.). Також розроблено програмний продукт «Програмний засіб “Мультискрипт 1.0″» («Мультискрипт») та отримано свідоцтво про реєстрацію авторського права на твір № 56746 (Бєльчев П.В., Таблер Т.І., Бурцева О.Г.). Розроблено методичні рекомендації «Медіаосвітні технології  в роботі учителя математики» до диску «Асистент учителя». Мультимедійні технології» та отримано авторське свідоцтво № 58446 (Бєльчев П.В., Бурцева О.Г.).

У зв’язку із реорганізацією структурних підрозділів наказом Мелітопольського державного педагогічного університету імені Богдана Хмельницького від 26 серпня 2024 року на кафедрі математики і фізики було створено Центр вивчення прикладної геометрії. Центр очолює член Академії інженерних наук України, доктор технічних наук, професор, відмінник аграрної освіти і науки, професор кафедри математики і фізики Верещага В. Основною метою роботи Центру є проведення наукових досліджень, виконання науково-дослідних робіт, виготовлення науково-методичної продукції, впровадження інноваційної діяльності, а також забезпечення умов для здійснення підготовки фахівців. Основними завданнями діяльності Центру є організація, координація та проведення наукових та експериментальних досліджень відповідно до напряму роботи Центру та тематики роботи кафедри математики і фізики, проведення фундаментальних та прикладних наукових досліджень із договірних тематик, надання наукових, діагностичних, консультаційних, експертних та інших видів послуг учасникам освітнього процесу, кафедрам, іншим структурним підрозділам Університету.

На кафедрі математики і фізики щорічно проводиться Міжнародна науково-практична конференція «Сучасні проблеми геометричного моделювання». Співорганізатори конференції: Міністерство освіти і науки України, Українська асоціація з прикладної геометрії, Мелітопольська школа прикладної геометрії. Конференція сприяє розширенню та інтенсифікації міжнародних зв’язків, а також зростанню зацікавленості спеціалістів різних профілів проблемами геометричного моделювання. Означена обставина підтверджує зростаючу вагомість та значущість досліджень у галузі геометричного моделювання для практичного розв’язання широкого кола проблем у різноманітних галузях людської діяльності. Щорічно на конференції присутні вчені провідних національних університетів, зокрема – Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського»; Національного авіаційного університету; Національного університету біоресурсів і природокористування України; Київського національного університету будівництва і архітектури; Дніпропетровського національного університету імені Олеся Гончара; Національного університету цивільного захисту України; Полтавського національного технічного університету імені Юрія Кондратюка; Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут» та інших. Результатом роботи конференції є напрацювання рекомендацій стосовно розширення досліджень з геометричного моделювання як у напрямку одержання фундаментальних результатів, так і у поширенні прикладних аспектів досліджень та встановлення тісніших зв’язків із практикою. В 2025 році була проведена вже 27 конференція (посилання)

Кафедра математики і фізики здійснює підготовку та видання фахового наукового збірника «Сучасні проблеми моделювання», який належить до наукових видань категорії Б. В 2025 році було видано вже 28-й випуск.

На кафедрі проводяться всеукраїнські міжвузівські науково-практичні семінари, де доповідають свої наукові здобутки як співробітники кафедри, так і запрошені фахівці з інших навчальних закладів.

Науково-педагогічні працівники кафедри є активними учасниками вітчизняних і міжнародних громадських та професійних об’єднань, наукових товариств, асоціацій і експертних спільнот. Їхня участь у діяльності таких організацій сприяє розширенню академічних і професійних контактів, налагодженню міжінституційної співпраці, обміну досвідом та інтеграції кафедри у національний і міжнародний освітньо-науковий простір. НПП кафедри є учасниками наступних громадських і професійних об’єднань:

ГО «Центр українсько-європейського наукового співробітництва».

ГО  «Арттерапевтична асоціація».

ГО «Українська асоціація з прикладної геометрії».

ГО “Прогресильні”.

Mathematical Association of America (MAA), USA.

ГО «Університет лідерства та інновацій».

Таким чином, наукова діяльність кафедри має системний і цілеспрямований характер, спрямований на розвиток сучасної математичної та педагогічної науки, інтеграцію результатів досліджень в освітній процес і підвищення якості професійної підготовки майбутніх фахівців.