Роль підручника зростає під час непрогнозованих викликів, що постали перед вітчизняною освітньою системою внаслідок пандемії COVID-19 та воєнної агресії. Порушення традиційних комунікацій, руйнування освітньої інфраструктури, вимушене переміщення здобувачів освіти та педагогічних працівників, неможливість повноцінно реалізувати дистанційне навчання через відсутність стійкого інтернету та гаджетів із відповідними технічними характеристики, перешкоджають рівному доступу здобувачів до якісної освіти. В таких умовах підручник стає почасти єдиним засобом організації навчання.
Проєктування змісту базового курсу фізики здійснюється відповідно до концептів Державного стандарту базової середньої освіти (2020), що визначає компетентнісний потенціал та загальні обов’язкові результати навчання як системотвірні чинники природничої освітньої галузі. На рівні модельної навчальної програми формування змісту реалізує принципи науковості та відповідності змісту навчання сучасним досягненням природничих наук, зокрема, й фізики, техніки та технологій (фізика як основа техніки та технологій); відповідності суспільним очікуванням та запитам сучасних здобувачів базової освіти (відображення в змісті перспективних напрямів розбудови сучасного суспільства); компетентнісно, особистісно зорієнтованого та діяльнісного навчання (пріоритетність формування здатності особистості застосовувати знання для вирішення реальних практичних ситуацій); прикладної спрямованості базового курсу фізики (орієнтованість змісту, методів, форм і засобів на застосування фізичних знань у техніці та технологіях, наукових дослідженнях та професійній діяльності людини та її повсякденному житті); диференціації та інтеграції навчання в їхньому органічному поєднанні; пропедевтики та наступності; логічної завершеності; спірально-концентричної побудови шкільного курсу фізики (Концепція, 2022).
Новий Державний стандарт ґрунтується на особистісно зорієнтованому, діяльнісному та компетентнісному підходах. Однією з ключових компетентностей є спілкування іноземними мовами. Її реалізація означає сформоване вміння розуміти іноземну мову, усно та письмово висловлювати та пояснювати поняття, факти та погляди; уміння міжкультурного спілкування. Сформувати цю компетентність можна за допомогою білінгвальної освіти.
Інновації в сучасному українському освітньому просторі тісно пов’язані з реалізацією компетентнісного підходу. У «Концептуальних засадах реформування середньої школи» визначено десять ключових компетентностей НУШ. Першою з-поміж них указано комунікативну компетентність, тобто таку динамічну комбінацію знань, умінь і навичок, що безпосередньо пов’язана з педагогічною майстерністю вчителя. Зокрема йдеться про «вміння усно і письмово висловлювати й тлумачити поняття, думки, почуття, факти та погляди (через слухання, говоріння, читання, письмо, застосування мультимедійних засобів). Здатність реагувати мовними засобами на повний спектр соціальних і культурних явищ – у навчанні, на роботі, вдома, у вільний час. Усвідомлення ролі ефективного спілкування» [8, 11]. Однак в умовах активного розвитку цифрових комунікацій, коли книжкова культура витісняється на периферію, традиційні шляхи формування мовно-мовленнєвої компетентності вимагають оновлення. Як зазначає Н. Бондаренко, «віртуалізація спілкування в сучасному глобалізованому світі перетворила його на втрачене мистецтво, якого потрібно вчити заново» [2].
В умовах реформування вищої освіти передбачається перегляд концепції підготовки фахівців у кожній конкретній галузі діяльності, тому модернізація змісту освіти вимагає істотного оновлення освітньої (цілей, змісту, методів, форм і засобів) та технічної баз, через які в подальшому буде здійснюватися реалізація сучасних інноваційних підходів. Інформаційні технології та мережа Інтернет дуже міцно увійшли в наше життя, а сучасна молодь виявляє до них неабиякий інтерес. З іншого боку широке використання різних гаджетів призводить до істотного зниження інтересу щодо вивчення навчальних предметів. Це впливає на зниження якості засвоєння знань. Більшість сучасних здобувачів освіти – це молоді люди, яких можна віднести до покоління Z [1], а тому для сприйняття ними навчального матеріалу необхідне візуальне відтворення через цифрові засоби. Найбільше це стосується природничих наук, особливо астрономії. Щоб активізувати освітній процес, необхідно підвищити інтерес і зацікавленість здобувачів освіти шляхом використання сучасних засобів навчання. Забезпечити це може реалізація однієї із сучасних технологічних інновацій в освіті - технології доповненої реальності.
Фізичний експеримент вцілому, і лабораторні роботи зокрема, є невід'ємною частиною навчання фізики, адже вони допомагають студентам розуміти, як фізичні принципи та закони впливають на реальний світ. Лабораторні роботи дають можливість перевірити теоретичні знання на практиці, спостерігати, як фізичні закони працюють в реальних умовах, що допомагає краще зрозуміти теорію. Під час проведення лабораторних робіт студенти навчаються збирати, обробляти та аналізувати дані. Ці навички є важливими не тільки для вивчення фізики, але й для багатьох інших наукових та технічних дисциплін. Лабораторні роботи також стимулюють критичне мислення та розв'язання проблем, а також можуть збільшити зацікавлення наукою. Проведення лабораторних робіт допомагає розвивати навички практичної роботи, які можуть бути корисними в реальному світі, включаючи використання наукового обладнання та практичних компетентностей [1].
Сучасні тенденції розвитку шкільної фізичної освіти обумовлені впровадженням ідей особистісно-орієнтовної педагогіки у навчальний процес закладів середньої загальної освіти, зокрема ліцеїв, що вимагає пошуків нових підходів у методиці навчання фізики. Особливо це стосується можливостей використання навчального фізичного експерименту. Проблему вдосконалення експериментальної підготовки майбутніх учителів фізики і шляхи її вирішення було досліджено І.В. Корсуном [3]. Сьогодні неможливо уявити уроки з фізики без використання демонстрацій фізичного експерименту, який має на меті підвищити ефективність освітньої діяльності учнів. Навчальний фізичний експеримент є важливою органічною частиною методики навчання фізики. Він є запорукою формування в учнів практичних вмінь та навичок, експериментального досвіду, що дозволяє завдяки цьому розв’язувати пізнавальні завдання з допомогою засобів фізичного експерименту. В плані шкільного навчання він наочно реалізується в формі лабораторних робіт, фізичного практикуму, фронтального та демонстраційного експериментів та короткотривалих дослідів та ін. [1].
Компетентнісний підхід у навчальному процесі сприяє модернізації змісту освіти і створенню інноваційних підходів до організаці освітнього процесу. Впровадження компетентнісного підходу у систему шкільної фізичної освіти досліджували П.С.Атаманчук, М.В.Головко, О.І.Ляшенко, М.Т.Мартинюк, М.І.Шут та ін. На основі аналізу науково-методичної літератури можна виділити умови ефективного формування предметної компетентності: 1) забезпечення становлення учня як суб’єкта навчальної діяльності за допомогою розв’язування навчальних задач, які дають можливість дослідити процес виникнення і взаємозв’язок теоретичних понять, сприяють формуванню навчально-пізнавальної мотивації; 2) систематичне залучення кожного учня в освітній процес, застосування набутих знань на практиці; 3) сприяння розвитку рефлекторних вмінь учнів.
Уже п’ятий навчальний рік у закладах вищої освіти України відбувається підготовка здобувачів вищої освіти за предметною спеціальністю 014.15 Середня освіта (Природничі науки). Ця спеціальність викликає бурхливі обговорення в освітній спільноті, оскільки навчання здобувачів за освітніми програмами з цієї спеціальності раніше давало можливість присвоювати кваліфікацію «вчителя природничих наук, фізики, хімії, біології» (наказ Міністерства освіти і науки України № 506 від 12.05.2016, зі змінами) [1], а зараз – кваліфікацію «вчитель природничих наук, фізики, хімії, біології, викладач фахової передвищої освіти інтегрованих навчальних курсів природничої галузі» для бакалаврів та «вчитель природничих наук, фізики, хімії, біології, викладач фахової передвищої, вищої освіти інтегрованих навчальних курсів природничої галузі» для магістрів (наказ Міністерства освіти і науки України № 506 від 11.11.2022) [2].
Навчальний процес у реаліях сучасності потребує постійної модернізації, що обумовлено динамічним розвитком технологій та потребами суспільства. У ХХІ ст. перед світовою академічною спільнотою постав глобальний виклик – пандемія COVID-19, яка наочно продемонструвала нагальну потребу у розробці новітніх інструментів навчання, які могли б застосовуватися в умовах онлайн-занять [1, 2]. В Україні проблеми освітньої галузі, що виникли під час пандемії, посилилися з початком повномасштабного вторгнення країни-агресора.