Компетентнісний потенціал курсу фізики основної школи визначено Державним стандартом базової середньої освіти, у якому відображено опорні знання, наскрізні вміння, обов’язкові результати навчання та орієнтири їхнього оцінювання, виокремлено ключові компетентності, якими мають оволодіти школярі після закінчення кожного з двох циклів – адаптаційного (5-6 класи) і предметного навчання (7-9 класи), встановлено чіткі орієнтири, за якими учні розбудовуватимуть власні компетентності – здобуватимуть знання, розвиватимуть уміння та формуватимуть ставлення [2].
Інтенсивний розвиток інформаційних технологій обумовлює необхідність перегляду існуючих підходів щодо освіти майбутніх спеціалістів, які будуть жити та працювати у третьому тисячолітті в умовах практично повної інформатизації суспільства. Сучасна освіта в межах компетентнісного підходу має здійснювати підготовку фахівців на новій концептуальній основі, зокрема із застосуванням новітніх комп’ютерних технологій. Тому потрібно приділити значну увагу науково-методичним і психолого-педагогічним розробкам у галузі дистанційної освіти у закладах вищої освіти та самоосвіти майбутніх фахівців.
На основі проведеного аналізу нормативно-законодавчих документів в галузі повної загальної середньої освіти, вітчизняної й зарубіжної фахової літератури і власного досвіду формування змісту шкільної природничої освіти, нами розроблено проєкт модельної навчальної програми інтегрованого курсу «Пізнаємо природу» для адаптаційного циклу базової середньої освіти (5-6 класи) [2].
У педагогічній науці йде наполегливий пошук ефективних технологій навчання, що пов’язано з новими вимогами до навчання. Від того, які навчальні системи та технології будуть впроваджуватися у навчально-виховний процес, які орієнтири щодо становлення особистості будуть прийняті, залежатиме майбутнє нашого народу, держави. На сучасному етапі розвитку освіти відбувається перехід до нових інформаційних технологій. Окремі аспекти даної теми розглядали ряд педагогів, серед яких О. Замулко, Н. Шумська, Л. Боднар, О. Тасенко, Н. Кононенко, І. Родигіна.
Математична освіта в сучасних умовах відіграє особливу роль у підготовці майбутніх фахівців не лише у галузі математики, а й фізики, інформатики, комп’ютерних та інформаційних технологій, економіки тощо як у плані формування певного рівня математичної культури, інтелектуального розвитку, так і в плані формування наукового світогляду, розуміння сутності практичної спрямованості математичних дисциплін, оволодіння методами математичного моделювання. Одним із шляхів подолання даних негативних явищ є використання інформаційно-комунікаційних технологій (ІКТ) та інноваційних педагогічних технологій, які є основою оновленої методичної системи навчання математичних дисциплін.
Проблема міжпредметних зв’язків фундаментальних дисциплін є однією із найважливіших у педагогіці, що зумовлено насамперед сучасним процесами інтеграції та диференціації наукових і технічних галузей діяльності людини й виникненням загальнонаукових теорій (теорії систем, теорії інформації, кібернетики та ін.), які внесли нові ідеї в дослідження складних системних об’єктів природи і суспільства. Міжпредметні зв’язки є дидактичною умовою і засобом глибокого, і всебічного засвоєння основ наук у школі. Актуальність проблеми міжпредметних зв’язків у сучасних умовах посилюється зниженням значущості й інтересу учнів загальноосвітніх навчальних закладів до предметів природничого циклу, що зумовлено існуванням штучного розриву між спорідненими галузями природничих наук.
На сучасному етапі розвитку наукового знання загальновизнаним є факт, що наука, вивчаючи явища і процеси багатогранної дійсності, виробляє єдину наукову картину світу, яка відображає загальні закономірності його розвитку, що у свою чергу призводить до ще більш широкого синтезу наук, тобто до все більш поглибленого пізнання природи. В основі єдності наук лежить єдність світу, до пізнання якого в кінцевому рахунку й спрямований розвиток знання на кожному окремому витку людського пізнання. Шлях до єдності наук лежить через інтеграцію її окремих галузей, що передбачає інтеграцію різних теорій і методів дослідження.
Сучасний стан розвитку науки у країні і всьому світі ставлять нові вимоги до освіти та навчального процесу. Вони повинні забезпечити формування у підростаючих поколінь цілісної свідомості та життєствердного образу світу. Для цього вчителі природничих дисциплін повинні володіти методичною системою щодо формування в учнів закладів загальної середньої освіти цілісності знань про природу, природничо-наукової картини світу, «образу природи», природничо-наукової компетентності. Це є необхідна умова переорієнтації природничої освіти на цілі сталого розвитку суспільства, на компетентнісну модель природничої освіти в основній школі.
Сучасне українське суспільство перебуває під впливом потужних глобалізаційних процесів, переосмислення ціннісних орієнтирів і стратегій поведінки людей, що вимагає від кожного різноманітної і багаторівневої підготовки, яка дає можливість з мінімальними втратами адаптуватись до швидких змін у суспільно-політичному, економічному та культурному житті. Нові виклики потребують адекватної модернізації освітньої системи як провідного чинника успішної життєдіяльності людини, її подальшого вдосконалення. Насамперед мова йде про формування здатності творчо мислити, швидко орієнтуватися в насиченому інформаційному просторі, приймати нестандартні рішення, учитися й розвиватися упродовж усього життя. Ці вимоги зумовили кардинальні зміни в характері перебігу навчального процесу у закладах загальної середньої освіти, зокрема оновлення змісту освіти, збільшення питомої ваги самостійної роботи, формування soft skills тощо. Результативність такого навчання значною мірою залежить від власної активності школяра, що проявляється в постановці навчальних цілей, плануванні, самоорганізації, самоконтролі й оцінюванні результатів власної навчальної діяльності. Тому науковці приділяють значну увагу пошуку способів активізації навчальної діяльності учнів.
Важливу роль у фаховій підготовці майбутніх вчителів біології відіграють навчальні (польові) практики. У Законі України про вищу освіту зазначається: «практична підготовка осіб, які навчаються у вищих навчальних закладах, здійснюється шляхом проходження ними практики на підприємствах, в установах та організаціях згідно з укладеними вищими навчальними закладами договорами, або у його структурних підрозділах, що забезпечують практичну підготовку» [1].