Дослідження технологічних аспектів освітнього процесу в закладах освіти є одним з напрямів дослідження сучасної педагогічної науки. Його основна увага зосереджена на вивченні різних особливостей і характеристик, які формують сучасний підхід до навчання. Застосування цифрових технологій в освіті передбачає використання комплексного набору комп’ютерних навчальних матеріалів, програмного та апаратного забезпечення, а також систем, які забезпечують наукові знання про роль і значення комп’ютерних технологій у навчальному процесі. Ці системи також дають уявлення про різні форми та методи застосування комп’ютерних технологій для покращення роботи вчителів та покращення загальних освітніх результатів.
Нагадаємо коротко зміст основних законів класичної термодинаміки і результати їх застосування в біології. Згідно першого закону, кількість теплоти, поглинена системою із зовнішнього середовища, використовується на збільшення її внутрішньої енергії і здійснення загальної роботи, що включає роботу проти сил зовнішнього тиску по зміні об’єму системи і максимальну корисну роботу, що супроводжують хімічні перетворення. Перевірка першого закону, що проводилася в калориметрах, в яких вимірювалася теплота, виділена організмом в процесі метаболізму, при випаровуванні, а також разом з продуктами виділення, показала, що виділене біологічною системою тепло не повністю відповідає енергії, поглиненій разом з живильними речовинами. Справедливість першого закону означає, що сама по собі біологічна система не є незалежним джерелом будь-якої нової енергії.
Сучасна модель компетентнісно орієнтованого навчання фізики та астрономії акцентує увагу на особистості учня, його внутрішніх процесах, що зумовлені діяльністю, спілкуванням та педагогічними впливами. В рамках цієї моделі пізнавальний інтерес до предмета стає ключовим фактором успішного навчання. Однак аналіз сучасного освітнього процесу свідчить про суперечливу тенденцію: Інтерес до фізики знижується, що може бути пов’язано з надмірною теоретизацією та складністю вивчення предмета. Водночас спостерігається стійкий інтерес до астрономії, що пояснюється її доступністю, практичністю та зв’язком з реальним світом. Ця суперечність стає перепоною для вивчення учнями тих питань фізики та астрономії, які перебувають в сфері сучасних наукових досліджень і які мають інтеграційну значущість в астрофізиці та космології.
Як відомо, акронім STEM позначає чотири основні галузі знань (наука, технології, інженерія та математика), які є потужним двигуном технологічного й економічного розвитку країн. В освіті STEM досліджується з різних аспектів. Як інтеграційна основа, що забезпечує міжпредметні зв’язки на рівні змісту і/або діяльності. У цьому аспекті STEM доповнюється іншими освітніми компонентами (мистецтвом, читанням тощо), що розширює його інтеграційні можливості. STEM також розглядається як діяльнісна основа для творчої, конструкторської, винахідницької діяльності. У цьому аспекті виокремлюється STEM середовище (STEM-центри, хаби, лабораторії тощо).
Все більшу популярність і конкурентну перевагу на ринку освітніх послуг здобувають заклади, які можуть запропонувати якісне навчання із застосування дистанційних освітніх технологій. Заклади освіти спрямовують свою роботу на підготовку кадрів для змішаної форми організації освітнього процесу і адаптації до дистанційного навчання, усвідомлюючи усі труднощі під час впровадження технологій дистанційного навчання в освітній процес, особливо в даний час [1]. Вимушене дистанційне навчання поставило вчителів і учнів, вчителів і батьків перед непростим викликом: як організувати ефективне навчання в умовах карантину чи в умовах військового стану.
Інтегрований урок - це тип уроку, який об’єднує одночасно кілька дисциплін щодо одного поняття, теми або явища. На такому уроці завжди учням цікаво, вони проявляють інтерес та власну креативність. Інтегровані уроки можуть поєднувати різні дисципліни як у повному їх обсязі, породжуючи інтегративні предмети типу математика або географія, а можуть включати лише окремі складові зміст, методи. До використання інтегрованого уроку вчителі вдаються нечасто і головним чином у таких випадках: - при виявленні дублювання одного й того ж матеріалу у навчальних програмах та підручниках; - при ліміті часу на вивчення теми та бажання скористатися готовим змістом із паралельної дисципліни; - щодо міжнаукових і узагальнених категорій (рух, час, розвиток, величина та інших.), законів, принципів, що охоплюють різні аспекти життя і діяльності; - при демонстрації ширшого поля прояви досліджуваного явища, що виходить за рамки предмета, що вивчається; - під час створення проблемної, розвиваючої методики навчання предмету.
Сьогодні інтеграція в освіті вважається одним із важливих способів підвищення ефективності освітнього процесу. Через неї відбувається особистісно - зорієнтований підхід до навчання, тому що здобувач освіти сам у змозі обирати потрібні знання з різних предметів з максимальною орієнтацією на власний досвід, який він отримав в результаті як попереднього навчання, так і більш широкої взаємодії з навколишнім світом [2, ст. 15]. Перехід шкільної освіти на нову українську школу — це прагнення дати школярам як теоретичні, так і практичні навички, вміння критично мислити та застосовувати набуті знання на практиці. Результатом такого навчання є формування всебічно розвиненої особистості з гнучким розумом, вмінням критично мислити та швидко реагувати на зміни у соціумі. Щоб реалізувати це, потрібно зуміти узагальнювати, робити висновки, аналізувати, систематизувати отриману інформацію. Для цього необхідно з великої кількості матеріалу вміти вибрати головне та зосереджуватись саме на цьому.
Українська система шкільної освіти в цілому і фізичної зокрема потребує перезавантаження. Це пов’язано із змінами, які відбуваються в суспільстві, а також із повномасштабною війною, яка додала багато нових викликів. Основним з них є подолання освітніх втрат і розривів у навчанні. Вивчення і переосмислення зарубіжного досвіду може допомогти впоратися із цими викликами, додати конструктивних ідей щодо організації навчального процесу у сучасній українській школі. Варто зауважити, що йдеться саме про творче переосмислення зарубіжного досвіду, а не про його копіювання.
Перед сучасним закладом освіти стоїть досить непросте завдання – сформувати ключові та предметні компетентності здобувачів освіти, а це означає підготувати компетентну особистість, здатну до знаходити правильні рішення у певних навчальних, життєвих, а в майбутньому і професійних ситуаціях. Як відомо, випускник школи повинен володіти самостійністю і оригінальністю мислення, відповідальністю, ініціативністю, комунікабельністю, конкурентноздатністю. У час воєнного стану в країні, кожна людина має мати активну життєву позицію, як громадянина держави, бути готовим та спроможним брати участь у заходах, спрямованих на захист і розбудову нашої держави. Тому важливо забезпечити високий рівень формування громадянських і соціальних компетентностей.
Освіта стала ключовим фактором розвитку суспільства та рушієм прогресу, особливо в країнах ЄС, де останнім часом велика увага приділяється її якості. В процесі євроінтеграції українська освіта прагне до міжнародних стандартів, і важливим є вивчення досвіду європейських країн, зокрема Німеччини. У зв'язку з війною понад 200 тисяч українських учнів навчаються в німецьких школах, тому актуальним є вивчення їхнього освітнього досвіду [1]. Особливу увагу слід приділити природничій освіті, у галузі якої Німеччина досягла значних успіхів. Вивчення німецької концепції навчання може сприяти розвитку української освіти, впровадженню інноваційних методів і форм навчання, створенню сприятливого освітнього середовища для учнів. Такий обмін досвідом, на нашу думку, здатний підвищити якість освіти та сприятиме інтеграції України в європейський освітній простір.