Цифрові технології відіграють важливу роль у навчанні астрономії з кількох причин: доступність і гнучкість (цифрові технології дозволяють студентам мати доступ до різноманітних навчальних ресурсів в будь-який час і в будь-якому місці, вони можуть вибирати методи, що найбільш підходять для їхніх потреб і формату навчання; візуалізація та інтерактивність (цифрові технології дозволяють відтворити складні астрономічні концепції у візуально доступній та інтерактивній формі); доступ до реальних даних (за допомогою цифрових технологій студенти можуть аналізувати реальні дані, отримані від астрономічних обсерваторій та космічних місій).
Широке запровадження дистанційного навчання в Україні розпочалося в період карантинних обмежень та продовжилося під час воєнного стану. Онлайн навчання стало важливим інструментом функціонування вищої школи в умовах, коли традиційні форми неможливо реалізувати. Для вищої педагогічної школи актуальною є проблема відновлення очного навчання як ключового чинника підготовки висококваліфікованого педагога, формування в майбутніх учителів фізики методичної компетентності, вмінь і навичок організації шкільного фізичного експерименту, що неможливо забезпечити без роботи студентів у лабораторіях із реальним обладнанням. Нажаль, повністю реалізувати очне навчання наразі немає можливості з огляду на безпекову ситуацію. Тому перспективним є організація змішаного навчання, перш за все, дисциплін циклу фахової підготовки, зокрема, методики фізики.
Збройна агресія, яка стала імпульсом для швидкого розвитку інформатизації, викликала глобальну цифровізацією сучасної системи освіти. У період, коли освітні послуги надаються за допомогою засобів електронного зв'язку, особливо актуальним є вислів: «усі, незалежно від соціального статусу, місця народження та походження, маємо отримати доступ до фахових педагогів, сучасного освітнього середовища та актуального змісту освіти протягом життя» [8, с. 111]. Цей вислів підкреслює необхідність забезпечити педагогічним працівникам вільний та безперешкодний доступ до навчального контенту, незважаючи на те, що освітні послуги тимчасово надаються в режимі онлайн через збройну агресію.
Інтерес до математики та прагнення її вивчати знаходяться на низькому рівні серед учнів. Дане твердження підтверджує те, що з кожним роком середній результат НМТ з математики знижується [1]. Одним із ключових аспектів, завдяки якому в учнів виникає бажання вивчати той чи інший предмет – це мотивація. Саме тому так важливо знаходити цікаві рішення, щоб прививати сучасним школярам бажання навчатися.
На сьогоднішній день електронне середовище навчання є невід'ємною частиною системи освіти. Ефективною комп’ютерною технологією навчання є мультимедійні демонстрації, які мають властивості інтерактивності, дозволяють інтегрувати в демонстрацію звук, відео файли, анімацію, інтерфейс (систему меню – управління), тривимірні об’єкти і будь-які інші елементи без втрати якості [1]. Розробка програмного забезпечення для навчання дозволяє спростити отримання необхідної інформації та матеріалів для успішного освоєння освітніх програм. Практично кожна людина має допоміжний пристрій смартфон або планшет, який займає відносно мало місця і зручний для швидкого знаходження необхідної інформації.
Історія розвитку доповненої реальності включає безліч ключових подій та досягнень, які визначили її сучасний стан і застосування.
Використання штучного інтелекту в усіх галузях суспільства набуло популярності протягом останніх двох років. Платформи на основі штучного інтелекту – це нова освітня технологія, яка має потенціал для застосування в різних галузях, зокрема й в освіті. Моделі навчання студентів і моделі викладання викладачів сьогодні потребують змін через швидкий темп розвитку цифрових технологій [2]. Важливими серед них є технології штучного інтелекту.
Актуальні проблеми організації освітньої діяльності учнів зумовлюють необхідність удосконалення методів та форм навчання, спрямованих на розвиток їхньої пізнавальної компетентності в навчанні природничих наук. Це передбачає активізацію навчально-пізнавальної діяльності, критичного мислення, творчості, самостійності та відповідальності. У цьому контексті провідну роль відіграє залучення учнів до навчально-пізнавальної діяльності та керування нею, а також розвиток мотивації до навчання та загальнонавчальних умінь. Водночас, сучасний етап розвитку освіти вимагає врахування умов цифрової трансформації, формування навичок самостійної роботи та прагнення до самоосвіти. Розвиток особистості учня, його мислення та інтелектуальних здібностей розглядається як ключова передумова для успішної навчальної діяльності. Це дозволяє: забезпечити ґрунтовні та усвідомлені знання; підготувати учнів до активної участі у пізнавальній діяльності; сформувати вміння самостійно здобувати та поповнювати знання; втілювати в життя науково-технічні рішення.
Математичне моделювання в фізиці є потужним інструментом, який дозволяє науковцям відтворювати, аналізувати та передбачати різноманітні фізичні явища з використанням математичних методів. Від класичних рівнянь руху до складних систем диференціальних рівнянь, математичне моделювання допомагає розкрити закономірності природних явищ, що лежать в основі наукових теорій та технологічних досягнень. Зв'язок між математикою та фізикою має глибоке коріння. Одним із перших прикладів використання математичних моделей у фізиці є роботи давньогрецьких вчених, таких як Архімед, який використовував геометричні методи для дослідження механіки рідин і важелів. У XVII столітті Ісаак Ньютон створив основи класичної механіки, використовуючи диференціальні рівняння для опису руху тіл під дією сил. Його праці "Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica" заклали фундамент для подальшого розвитку фізики та застосування математичних моделей.
Виклики сьогодення такі як пандемія COVID-19 у 2020 році та повномасштабне вторгнення рф в Україну у 2022 році вказують на важливість розвитку цифрової компетентності для ефективної професійної діяльності. Через стрімкий розвиток цифрових технологій та їх використання в освітньому процесі задля забезпечення якості результатів навчання учнів постає питання важливості постійного оновлення рамок цифрової компетентності вчителів. В Україні створено декілька проєктів рамок цифрової компетентності вчителів, але вони не є актуальними, оскільки цифрові технології розвиваються набагато швидше ніж вони оновлюються. На Всесвітньому економічному форумі [1] вже обговорюється тема використання штучного інтелекту (ШІ) на ринку праці та у суспільстві в цілому. Європейська спільнота також внесла відповідні зміни до рамки цифрової компетентності громадян DigComp 2.2 та запропонувала нові приклади врахування впливу нових технологічних і соціальних розробок, таких як ШІ. Одним із важливих трендів в освіті є ШІ та вчителі й учні активно почали використовувати технології ШІ. Це зумовило появу проблеми оновлення, як європейських, так і українських рамок цифрової компетентності для освітян.