Факультет фізики, математики та інформатики

Уманський державний педагогічний університет імені Павла Тичини

ФАКУЛЬТЕТ ФІЗИКИ, МАТЕМАТИКИ ТА ІНФОРМАТИКИ

Наукові школи

«Актуальні проблеми дидактики фізики і астрономії в загальноосвітній школі та фахової підготовки майбутніх вчителів у вищих навчальних закладах»

Керівник наукової школи – доктор педагогічних наук, професор, завідувач кафедри фізики і астрономіїї та методики їх викладання, дійсний член (академік) НАПН України Мартинюк Михайло Тадейович

Діяльність наукової школи

Наукова школа «Актуальні проблеми дидактики фізики і астрономії в загальноосвітній школі та фахової підготовки майбутніх вчителів у вищих навчальних закладах» започаткувала свою діяльність у 2001 році. Наукові дослідження проводяться відповідно до основних напрямів і завдань фундаментальних досліджень центр «Науково-дослідного центру інформаційно-комунікаційних технологій навчання фізики й астрономії Уманського державного педагогічного університету імені Павла Тичини подвійного підпорядкування Міністерству освіти і науки України та Академії педагогічних наук України». Підготовка наукових кадрів здійснюється в рамках діючої в університеті аспірантури зі спеціальності: – 13.00.02- теорія та методика навчання (фізика).

Актуальність проблематики наукової школи полягає, що в умовах оновлення змісту загальної середньої освіти, головним завданням є модернізація змісту шкільної фізичної і астрономічної освіти та необхідність теоретичного і методичного обґрунтування шляхів, методів і технологій цього процесу.

Методологічною основою наукової школи «Актуальні проблеми дидактики фізики і астрономії в загальноосвітній школі та фахової підготовки майбутніх вчителів у вищих навчальних закладах» є фундаменталізація змісту навчання фізики як складової освітньої галузі «Природознавство».

Теоретичною основою наукової школи є інтелектуальне виховання учнів у процесі вивчення фізики на основі психодидактичного підходу.

Завданнями наукової школи є здійснення пошуку шляхів модернізації змісту навчання фізики у загальноосвітній школі.

Наукові напрями досліджень:

  • модернізація змісту загальної середньої фізичної освіти засобами навчальних програм для учнів загальноосвітніх навчальних закладів;
  • навчально-методичне забезпечення впровадження нового змісту шкільної фізичної освіти;
  • науково-методичні основи впровадження новітніх (у тому числі інформаційно-комунікаційних) технологій навчання фізики і астрономії;
  • розроблення нової методичної системи навчання астрономії в школі та педвузі на базі планетарію як мультимедійної навчальної системи;
  • науково-методичне забезпечення реалізації цілей загальної природничої освіти засобами навчання фізики і астрономії на інтегративній основі;
  • теорія і методика організації продуктивної навчально-пізнавальної діяльності учнів у процесі вивчення фізики.

Члени наукової школи та їх дослідження:

Ткаченко Ігоря Анатолійович, напрям наукових досліджень – методика навчання астрономії у ЗОШ і ВНЗ. Тема «Методичні основи застосування системи засобів з астрономії у підготовці майбутніх вчителів фізики та астрономії», спеціальність: 13.00.02 – теорія та методика навчання (фізика). Основні праці: монографія «Методичні основи використання сучасних засобів навчання з астрономії у підготовці майбутніх учителів фізики і астрономії», у співавторстві (2009); навчально-методичні посібники «Астрофізика. Лабораторно-практичні роботи» (2012); «Збірник задач з астрофізичним змістом», у співавторстві (2013); «Методика навчання астрономії. Уроки з астрономії» , у співавторстві (2014); «Механіка небесних тіл: збірник задач», у співавторстві (2014)

Гнатюк Оксана Володимирівна, напрям наукових досліджень – методика навчання фізики у ЗОШ і ВНЗ. Тема: «Організація навчальної діяльності учнів на початковому етапі систематичного вивчення фізики в загальноосвітній школі», спеціальність: 13.00.02 – теорія та методика навчання (фізика). Основні праці: статті «Розвиток пізнавального інтересу учнів у процесі позакласної навчальної діяльності учнів» (2012); «Навчальний проект як засіб організації навчальної діяльності учнів з фізики» (2013); «Педагогічна практика як засіб професійної підготовки майбутніх учителів освітньої галузі «Природознавство» (2012); «Навчальний проект як засіб організації навчальної діяльності учнів з фізики» (2014).

Хитрук Валентин Іванович напрям наукових досліджень методика навчання фізики у вищій школі. Тема «Вивчення властивостей твердих тіл у загальноосвітніх навчальних закладах на основі інтегративно-предметного підходу». Основні праці: статті «Теоретичні і методичні засад підготовки вчителя фізики в контексті реалізації інтегрованого підходу» (2013); «Моно- і поліпредметні концепції підготовки вчителів природничо-наукових дисциплін в умовах неперервної педагогічної освіти (2013); «Інтегративний функціонально-галузевий підхід до підготовки вчителів освітньої галузі «Природознавство» як відповідь на виклик ринку праці» (2013); «Наступність у формуванні змісту підготовки майбутніх учителів природничо-наукових дисциплін» (2014); монографія – «Інтегративний функціонально-галузевий підхід як визначальний чинник прогнозування і побудови моделей педагогічної природничо-наукової освіти», у співавторстві (2013).

Декарчук Марина Вадимівна напрям наукових досліджень методика навчання фізики у ЗОШ і вищій школі. Тема: «Формування продуктивного мислення учнів в процесі вивчення фізики в основній школі». Основні праці: статті: «Теоретичні і методичні засад підготовки вчителя фізики в контексті реалізації інтегрованого підходу» (2013); Моно- і поліпредметні концепції підготовки вчителів природничо-наукових дисциплін в умовах неперервної педагогічної освіти (2013); «Інтегративний функціонально-галузевий підхід до підготовки вчителів освітньої галузі «Природознавство» як відповідь на виклик ринку праці» (2013); «Новий підручник «Фізика -7» як методична система формування навчально-пізнавальних умінь узагальненого характеру» (2014); монографія «Інтегративний функціонально-галузевий підхід як визначальний чинник прогнозування і побудови моделей педагогічної природничо-наукової освіти», за редакцією (2013).

Стецик Сергій Павлович напрям наукових досліджень методика навчання фізики у ЗОШ і ВНЗ. Тема «Індивідуалізація навчальної діяльності учнів з фізики засобами інноваційних технологій». Основні праці: статті: Індивідуалізація навчальної діяльності учнів на уроках фізики: методичний посібник (2011); «Діагностика знань та умінь учнів на уроках фізики» (2012); «Інноваційні технології навчання фізики в старшій школі» (2013); «Освітні технології як чинник індивідуалізації навчальної діяльності учнів» (2014); навчально-методичний посібник: «Оптика: методичні вказівки для лабораторних робіт напрям підготовки 6.040203 Фізика» (2013).

Основні досягнення наукової школи: розробники Державного стандарту базової і повної середньої освіти (2005), програм з фізики і астрономії для загальноосвітніх навчальних закладів (1992 р., 1996 р., 2005 р., 2012 р., 2015 р.); підручники для загальноосвітніх закладів; монографії.

Громадське визнання досягнень представників школи: Мартинюк М. Т. є переможцем Всеукраїнського конкурсу шкільних підручників (Фізика) 2013; 2015 р. р., нагороджено медаллю “За трудову відзнаку”, медаллю імені А. Макаренка “За заслуги в галузі освіти”, значками “Відмінник освіти УРСР” і “Відмінник освіти України“, має звання “Заслуженого працівника освіти України“, нагороджений рядом грамот Міністерства освіти і науки України, обрано дійсним членом (академіком) НАПН України.

Співпраця з ВНЗ, науковими установами, загальноосвітніми навчальними закладами. Представники наукової школи мають тісні зв’язки з ВНЗ України, загальноосвітніми закладами на базі яких проводиться апробація програм, підручників, дисертаційних досліджень.

Співробітництво з зарубіжними навчальними закладами, науковими установами: члени наукової школи проходять наукові стажування, беруть участь у Міжнародних науково-практичних конференціях (Словенія, Польща, Чехія, Франція) та проводять апробацію дисертаційних досліджень в рамках угод, підписаних на рівні університетів.

Виконання НДР, що фінансуються за рахунок коштів державного бюджету: членами наукової школи було виконано науково-дослідні роботи: 2007-2008 р. р. «Науково-методичні засади впровадження інформаційно-комунікаційних технологій навчання фізики і астрономії в умовах переходу школи на нові стандарти та 12-річний термін навчання»; 2011-2013 р. р. «Функціонально-галузевий підхід до підготовки майбутніх учителів освітньої галузі «природознавство» для загальноосвітніх навчальних закладів».

За період існування наукової школи підготовлено: 1 доктора, 5 кандидатів наук; виконують дисертаційні дослідження на здобуття вченого ступеня доктора педагогічних наук – 4; опубліковано 7 монографій, 11 підручників, 41 навчальні посібники; отримано 7 авторських свідоцтв; проведено 2 міжнародних та 5 всеукраїнських конференцій, 3 всеукраїнські і 12 регіональних семінари.


«Механіко-математичне моделювання процесів початкового руйнування деформівних твердих тіл»

Керівник наукової школи – професор, доктор фізико-математичних наук, завідувач кафедри вищої математики та методики навчання математики Кіпніс Леонід Абрамович

Діяльність наукової школи

У 1983 році при кафедрі математики УДПІ розпочалися дослідження математичних проблем механіки руйнування. Їх проводив кандидат фізико-математичних наук Кіпніс Л.А. Результати досліджень опубліковано у провідних наукових журналах СРСР. Після захисту в даній галузі докторської дисертації у 1992 році, Кіпніс Л.А. поступово почав залучати до досліджень молодих співробітників УДПУ. Один із них, Дякон В.М., у 1998 році за результатами досліджень в указаному напрямку захистив кандидатську дисертацію, та у 2004 та 2015 роках такі дисертації захистили співробітники університету Хазін Г.А. та Поліщук Т.В. Науковим керівником цих співробітників був проф. Кіпніс Л.А. Деякі кандидати фізико-математичних наук, що раніше працювали в інших галузях, спрямували свої дослідження на вивчення математичних проблем механіки руйнування (Дудик М.В., Затула Н.І.). Дудик М.В. підготував докторську дисертацію (науковий консультант – проф. Кіпніс Л.А.), а співробітниця УДПУ Діхтяренко Ю.В. підготувала кандидатську дисертацію (науковий керівник – доц. Дудик М.В.). Аспірант УДПУ Феньків В.М. працює над підготовкою кандидатської дисертації (науковий керівник – доц. Дудик М.В.). За напрямом діяльності школи діє аспірантура та докторантура (спеціальність 01.02.04 – механіка деформівного твердого тіла).

Актуальність проблематики. Сучасний рівень розвитку техніки вимагає від науки дослідження нових задач, які пов’язані з необхідністю підвищення надійності та довговічності машин і конструкцій, що працюють в складних умовах експлуатації. Наявність в матеріалах тріщин та тріщиноподібних дефектів, які можуть стати причиною непередбаченого катастрофічного руйнування конструкцій, зумовлює зростаючий інтерес дослідників до механіки руйнування, що є однією з найважливіших складових частин науки про міцність матеріалів і елементів конструкцій.

Руйнування матеріалів відбувається після розвитку в них біля різного типу концентраторів напружень зон передруйнування. Визначення конфігурації і розмірів локальних зон передруйнування дозволяє повніше описати напружено-деформований стан матеріалу біля гострокінцевих концентраторів, який передує руйнуванню, та є однією з центральних проблем механіки руйнування.

Більшість праць, що присвячені визначенню зон передруйнування, відноситься до випадків, коли концентраторами напружень є кінці тріщин в однорідних тілах. Значно менше таких праць стосується вивчення гострокінцевих концентраторів напружень складнішої структури – кутових точок однорідних і кусково-однорідних тіл. Це пояснюється значними математичними труднощами, які виникають на шляху розв’язання відповідних сингулярних крайових задач з параметрами для систем диференціальних рівнянь у частинних похідних в областях складної конфігурації. Але сучасні конструкції, які виконані з композитних матеріалів, передбачають наявність кутових точок складної структури, що є потужними гострокінцевими концентраторами напружень і в багатьох ситуаціях дуже небезпечні з точки зору можливого розриву суцільності біля них і зародження тріщин, які виходять з них. Особливо небезпечною є нестійка тріщина, що зародилася у кутовій точці, оскільки після досягнення стану граничної рівноваги, режим її розвитку буде динамічним. Це може призвести до непередбаченого миттєвого катастрофічного руйнування конструкції.

Тому актуальним питанням механіки деформівного твердого тіла є вивчення методами математичного аналізу процесів початкового руйнування пружних і пружнопластичних тіл біля кутових точок. Саме у цьому напрямку проводять свої дослідження співробітники школи.

Теоретичною та методологічною основою для проведення співробітниками школи досліджень є класичні положення і методи математичного аналізу, теорії диференціальних рівнянь, теорії функції комплексної змінної, теорії пружності, теорії пластичності та механіки руйнування.

Завданням наукової школи є створення загальної математичної теорії початкового руйнування деформівних твердих тіл та проведення її методами досліджень, спрямованих на вирішення проблем, пов’язаних з підвищенням міцності, надійності і довговічності конструкцій.

Наукові напрями досліджень наукової школи:

  • розрахунки зон передруйнування в кінцях тріщин і в кутових точках у рамках моделей з лініями розриву переміщення;
  • дослідження граничної рівноваги пружних тіл з тріщинами, що зародилися в кутових точках;
  • аналіз поведінки напружень біля кутових точок складної структури у пружних тілах.

Члени наукової школи та їх дослідження:

Дякон В.М. – доцент, кандидат фізико-математичних наук, директор Уманської філії Європейського університету, захистив дисертацію «Дослідження механічних моделей процесів початкового розвитку крихкого і пластичного руйнування» у 1998 році.

Хазін Г.А. – доцент, кандидат фізико-математичних наук, дослідник лабораторії механіки руйнування, факультету інженерної механіки Тель-Авівського університету ім. Флейшмана, захистив дисертацію «Дослідження механічних моделей процесу передруйнування біля кутових точок в умовах плоскої деформації» у 2004 році.

Поліщук Т.В. – кандидат фізико-математичних наук, доцент кафедри вищої математики та методики навчання математики, захистила дисертацію «Дослідження процесів міжфазного передруйнування у кутовій точці межі поділу середовищ» у 2015 році.

Дудик М.В. – кандидат фізико-математичних наук, доцент кафедри фізики та астрономії та методики їх викладання працює над докторською дисертацією «Комплексні моделі міжфазних тріщин у кусково-однорідних тілах».

Діхтяренко Ю.В. – старший викладач кафедри фізики та астрономії та методики їх викладання, захистила дисертацію та Феньків В.М. – аспірант Уманського державного педагогічного університету імені Павла Тичини працюють над підготовкою кандидатських дисертацій.

Основними досягненнями наукової школи є: точні розв’язки великої кількості задач теорії пружності для клиноподібних тіл з тріщинами, задач про розрахунки зон передруйнування у кутових точках в рамках моделей з лініями розриву переміщення, задач теорії концентрації напружень біля кутових точок.

Громадське визнання досягнень представників школи. Професор Кіпніс Л.А є членом Національного комітету України з теоретичної та прикладної механіки (з 1999 року), членом Європейського товариства цілісності конструкцій (з 2001 року), організатором та керівником Уманського осередку Українського товариства з механіки руйнування матеріалів (з 1996 року), яке діє при НАН України. Має нагороди Міністерства освіти і науки України:

Почесна грамота Міністерства освіти і науки України (2000р.),

Нагрудний знак “За наукові досягнення” Міністерства освіти і науки України (2005р.)

Громадське визнання досягнень представників школи. Наукова школа підтримує наукові зв‘язки з Інститутом механіки НАН України, Фізико-механічним інститутом НАН України, Одеським національним університетом імені І.І. Мечнікова, Дніпропетровським Національним університетом імені Олеся Гончара.

Виконання НДР, що фінансуються за рахунок коштів державного бюджету

«Розрахунки пластичних зон біля концентраторів напружень та дослідження моделей початкової стадії руйнування» (2003-2005 р. р., номер державної реєстрації роботи № 0103U003314; номер реєстрації заключного звіту №0206U000645).

«Дослідження процесу розвитку зон передруйнування біля кутових точок пружних та пружнопластичних тіл». (2006-2008 р.р., номер державної реєстрації роботи № 0105U007894, номер реєстрації заключного звіту № 0208U010187).

«Математичне дослідження початкового етапу руйнування ізотропних пружних і пружнопластичних тіл біля гострокінцевих концентраторів напружень» (2009-2011р.р., номер державної реєстрації роботи № 0109U000006, номер реєстрації заключного звіту № 0109U000006).

«Побудова розв’язків задач про тріщини та пластичні смуги біля кутових точок пружних і пружнопластичних тіл» (2013-2015р.р., номер державної реєстрації № 0105U007894).

Результати досліджень членів наукової школи опубліковані у провідних вітчизняних наукових журналах та за кордоном (у тому числі в академічних журналах і журналах, які включені до міжнародних наукометричних баз, наприклад, «Прикладна механіка», «Фізико-хімічна механіка матеріалів», «Математичні та фізико-механічні поля»).

Члени наукової школи беруть активну участь в міжнародних конференціях у провідних наукових центрах України в галузі механіки деформівного твердого тіла. При цьому їх доповіді завжди одержують позитивну оцінку науковців.

За період існування наукової школи підготовлено 3 кандидати наук, опубліковано дві монографії.

ЗВ'ЯЗАТИСЯ З НАМИ

Ми в соціальних мережах.

ФОТОГАЛЕРЕЯ
Ви тут: Головна Наука Наукові школи