Пошук оптимальних шляхів вирішення проблеми підготовки учнів з фізики та природничих наук вимагає врахування сучасних тенденцій розвитку педагогічної науки. Використання технологій STEM та SMART освіти, віртуального комп’ютерного експерименту, інтерактивного та змішаного навчання та ін., безумовно, викликає інтенсифікацію освітнього процесу на всіх рівнях, сприяє розвитку зацікавленості у вивченні явищ природи, формуванню позитивної динаміки результатів навчання тощо. Однак досвід показує, що сьогодні у школі уже недостатньо оволодіти методикою навчання предмета. Учня в школі дуже важко здивувати новинками техніки, сучасного обладнання, відео демонстраціями тощо. Ще складніша ситуація зі студентами, особливо в умовах функціонування соціальних мереж і штучного інтелекту.
Віртуальний кабінет фізики - це електронне середовище, призначене для вивчення теоретичної та практичної фізики, яке може використовуватися учнями та викладачами. В умовах змішаної та дистанційної освіти особливо гостро постало питання методичної, організаційної та технічної підтримки освітнього процесу з фізики в ЗЗСО та ЗВО. Сьогодні розв’язання цієї проблеми може бути покладено на віртуальні кабінети фізики.
Забезпечення соціально-економічного відновлення України в умовах сьогодення детермінує потребу у зміні підходів до практичної підготовки здобувачів вищої освіти, оскільки через низку причин практична підготовка вітчизняних здобувачів вищої освіти за якістю поступається теоретичній. І роботодавці, і здобувачі вищої освіти наголошують на недостатній готовності випускників до виконання професійних обов’язків в умовах реального виробничого процесу.
Цільові суспільні потреби в суттєвому оновленні вітчизняного освітянського середовища за різноспрямованими складовими, наближенні до світових, зокрема європейських стандартів у сфері освіти і науки, створенні нової, наскрізної системи отримання знань, що реалізує принцип підвищення мотивації здобувачів освіти до навчання, знаходять відображення у державній політиці реформування системи вищої та загальної середньої освіти України. Системними ознаками принципів політики реформування є методологічні ідентифікації рівневої освіти, центричність навчання, відкритість й демократизація освіти, методичне оновлення змісту базової та вищої освіти, впровадження принципів інформатизації освітнього простору, доступу до використання освітніх ресурсів, новітніх навчальних методик, що реалізують сучасні освітні, розвивальні, культурологічні завдання. Означене акцентує увагу до проблем практичного забезпечення єдиного освітянського поля, взаємозв’язків і компетентнісних взаємозалежностей базової середньої та вищої освіти, що водночас актуалізує завдання підготовки вчителя, зокрема циклу природних наук, у контексті вимог Нової української школи.
Розглядаючи педагогічні, методичні психологічні та інші аспекти й особливості навчальних середовищ, науковці фактично здебільшого досліджують віртуальні, у тому числі іммерсивні, освітні середовища, персональне навчальне середовище або інші середовища, побудова яких ґрунтується на сучасних технічних досягненнях і які існують завдяки певним сучасним інформаційно-комунікаційним технологіям, використанню новітньої техніки та засобів навчання.
У ХХІ столітті цифрові технології перетворилися на необхідність у різних сферах життя, і це стосується й освіти. Використання цифрових інструментів у навчальному процесі може допомогти підвищити ефективність навчання, зробити його більш цікавим та зрозумілим для учнів. Сьогоднішній світ швидко розвивається, тому необхідно, щоб майбутні педагоги були готові до використання цифрових технологій та ресурсів, щоб вони могли допомогти своїм учням стати грамотними, компетентними та критичними користувачами інформації. Знання цифрових технологій та вміння їх використовувати допоможуть майбутнім наставникам ефективніше працювати зі своїми учнями, оскільки вони будуть відповідальні за навчання молодого покоління, яке зростає в цифровому середовищі.
Необхідність забезпечення загальноосвітніх закладів висококваліфікованими фахівцями є основною метою у підготовці вчителів природничих спеціальностей закладів вищої освіти. Перед вищою освітою стоїть важливе завдання поєднувати теоретичну підготовку із практикою [1]. Тому практична підготовка вчителів хімії, фізики і біології набуває особливої актуальності в аспекті реалій сьогодення і визначена як одна з пріоритетних форм організації освітньої діяльності у ЗВО [2].
Виховання особистості, яка є патріотом своєї Батьківщини, свого народу – першочергове завдання закладів освіти. Проблема національно-патріотичного виховання молоді сьогодні є як ніколи актуальною. У час, коли агресор топче своїм черевиком нашу землю, руйнує все навкруги, вбиває наших захисників та мирне населення, у тому числі і дітей, перед сучасною освітою гостро стоїть завдання розбудови національної системи виховання.
Засвоєння понять фізичних величин є основою для осмисленого вивчення курсу фізики. Різні фізичні величини перебувають у певних взаємозв’язках між собою. Дані взаємозв’язки називають фізичними законами. Саме фізичні закони дають змогу прослідкувати зміну однієї фізичної величини в процесі зміни інших. А тому розуміння фізичної величини буде неповним, якщо вивчати цю фізичну величину ізольовано від інших. Під час розв’язування фізичних задач учні оперують різними фізичними величинами.
Інформатизація сучасного суспільства, активне запровадження штучного інтелекту у різноманітні галузі нашого життя, в тому числі і в освіту, спонукають до потреби переорієнтації змісту освіти із засвоєння певної суми знать до їх формування їх природовідповідної системи, яка лежить в основі сучасної природничо-наукової картини світу як загальнокультурного феномену. Цього можна досягти на основі поєднання логічного та образного мислення в процесі навчання, що сприяє цілісному функціонуванню мозку людини при виконанні його природних функцій.