Наукова школа “Актуальні проблеми дидактики фізики в основній школі”
На кафедрі фізики і астрономії та методики їх викладання діє наукова школа “Актуальні проблеми дидактики фізики і астрономії в ЗОНЗ” під керівництвом – член-кор. АПН України, професор Мартинюка М.Т. Рік заснування –1997 р.
Кадровий склад: кандидатів педагогічних наук - 4; викладачів – 1; аспірантів -1. Галузь науки – Методика навчання фізики.
Напрями діяльності школи:
1.Педагогічні засади впровадження інформаційно-комунікаційних технологій навчання фізики й астрономії у зв’язку із переходом сучасної школи на новий зміст та 12-річний термін навчання.
2. Розробка моделі навчання фізики в основній школі, яка націлена на реалізацію дидактичних можливостей комп’ютерних технологій навчання.
3. Вивчення прикладних питань фізики в основній школі.
4. Організація навчальної діяльності учнів на перших етапах систематичного вивчення фізики в загальноосвітній школі.
5. Формування продуктивного мислення учнів при вивчені фізики в основній школі.
6. Розроблення нової методичної системи навчання астрономії в школі (на базі планетарію як мультимедійної навчальної системи).
7. Вивчення прикладних питань фізики в основній школі
На базі проведених досліджень за останні роки опубліковано 3 підручники для ЗНЗ, два навчально-методичні посібники для студентів і вчителів ЗНЗ, 1 посібник з грифом МОН, понад 50 статей у фахових виданнях, захищено чотири дисертаційних дослідження.
Наукова школа професора Кіпніса Леоніда Абрамовича
Доктор фізико-математичних наук, професор Кіпніс Л.А. є членом Національного комітету України з теоретичної та прикладної механіки (з 1999 року), членом Європейського товариства цілісності конструкцій (з 2001 року), організатором та керівником Уманського осередку Українського товариства з механіки руйнування матеріалів (з 1996 року), яке діє при НАН України.
Має нагороди Міністерства освіти і науки України:
– Почесна грамота Міністерства освіти і науки України (2000р.),
– Нагрудний знак “За наукові досягнення” Міністерства освіти і науки України (2005р.).
Напрямок наукових досліджень професора Кіпніса Л.А. – математичні проблеми механіки руйнування. Він є автором більш ніж 100 наукових праць в цій галузі, значна частина яких опублікована у міжнародно визнаних журналах АН СРСР, НАН України, Російської АН, що перекладаються у США, Англії та інших країнах Далекого зарубіжжя. Одна з його наукових праць увійшла у міжнародну енциклопедію „FRACTURE”, яка в 1998 році вийшла в США (Флорида) у видавництві „Krieger Publishing Company”.
За ініціативою проф. Кіпніса Л.А. при кафедрі вищої математики у 1992 р. створено науково-дослідну групу з математичних проблем механіки руйнування. Група здійснює наукову діяльність у рамках роботи Уманського осередку Українського товариства з механіки руйнування матеріалів (УТМРМ) (з 1996 року), яке діє при НАН України.
Основні результати дослідження наукової школи проф. Кіпніса Л.А. за останні 5 років:
- Точні розв'язки великої кількості нових змішаних сингулярних статичних задач теорії пружності для тіл складної клиновидної конфігурації з некласичними умовами на нескінченності, які дозволяють врахувати вплив зовнішнього поля;
- Результати розрахунків зон передруйнування у кутових точках пружнопластичного тіла в рамках моделей з лініями розриву переміщення (зокрема, моделі "тризубець", аналогів якої немає в літературі з механіки деформівного твердого тіла);
- Закони та механізми розвитку зон передруйнування у кутових точках складної природи, що установлені на основі цих результатів.
Зокрема одержано розв‘язки таких задач:
А) Здійснено дослідження задачі теорії пружності для кусково-однорідного клина з тріщиною у вершині, що розташована на бісектрисі, яка є межею розділу середовищ. Задачу зведено до неоднорідного двовимірного векторно-матричного функціонального рівняння Вінера-Хопфа, для якого побудовано точний розв’язок.
Б) Здійснено дослідження аналогічної задачі у випадку напівнескінченної тріщини, коли на нескінченності діють сила і момент. Задачу зведено до однорідного рівняння Вінера-Хопфа, для якого побудовано точний розв’язок.
В) Методом Вінера-Хопфа побудовано точний розв’язок симетричної задачі для пружної площини, з точки якої виходить пара тріщин зсуву, за умови, що на нескінченності задано напруження.
Г) На основі розв’язку цієї задачі здійснено розрахунок пластичної зони біля мікродефекту (найдрібнішої тріщини, отвору, чужорідного включення) в рамках моделі з лініями ковзання та установлено механізм її розвитку.
Д) Розв’язано задачу механіки руйнування про розклинювання ортотропного тіла прямокутним клином скінченої довжини.
Е) Розроблено новий ефективний метод розв’язання задач теорії в’язкопружності для анізотропних композитів з тріщинами.
Під керівництвом проф. Кіпніса Л.А. викладачами кафедри та іншими членами Осередку опубліковано біля 150 наукових праць у таких провідних академічних журналах як Міжнародний журнал "Прикладная механика", "Доповіді НАН України", “International Journal of Fracture” (США - Нідерланди), “Theoretical and applied fracture mechanics” (США) та ін.
Міжнародний журнал "Прикладная механика"" перекладається англійською мовою у США (Нью-Йорк) видавництвом Kluwer Academic/ Plenum Publishers під назвою "International Applied Mechanics". Починаючи з №1 2000 року, цей журнал представлено у Бібліотеці Конгресу США.
В рамках роботи наукової школи проф. Кіпніса проводяться наукові розробки, що фінансуються за рахунок державного бюджету:
* 2003-2006 роки – «Розрахунки пластичних смуг-зон біля концентраторів напружень та дослідження моделей початкової стадії руйнування»;
* 2006-2008 роки – «Дослідження процесу розвитку зон передруйнування біля кутових точок пружних та пружнопластичних тіл»;
* 2008-2011 роки – «Математичне дослідження початкового етапу руйнування ізотропних пружних і пружнопластичних тіл біля гострокінцевих концентраторів напружень»;
* 2013-2015 роки – «Побудова розв’язків задач про тріщини та пластичні смуги біля кутових точок пружних і пружнопластичних тіл».
При кафедрі діє аспірантура за спеціальністю 01.02.04. – механіка деформівного твердого тіла. Успішно працюють над дисертаціями аспіранти та здобувачі. У 1998 році захищено дисертацію Дякон В.М. «Дослідження механічних моделей процесів початкового розвитку крихкого і пластичного руйнування», а у 2004 році Хазін Г.А. «Дослідження механічних моделей процесу передруйнування біля кутових точок в умовах плоскої деформації».