Науковці кафедри фізики та методики її навчання здійснюють наукові дослідження, виконуючи дві колективні теми: 

• Електрофізичні, оптико-механічні властивості напівпровідників, металічних сплавів та конструкційних матеріалів.

• Шляхи і методи підвищення професійної підготовки вчителів фізики та астрономії (зареєстрована в УКРІНТЕІ, реєстраційний номер 0120U101075 від 26.02.2020 року).

Центральним суб’єктом навчально-виховного процесу кафедри є здобувач освіти і тому основою діяльності професорсько-викладацького складу є утвердження моделі особистісно-орієнтованого підходу до навчання і виховання, а також трактування того, що кожен студент – це особистість з власними творчими здібностями, креативними можливостями, потребами, системою цінностей.

За участю викладачів кафедри проводиться багато різноманітних виховних заходів, які дають можливість розширити знання з фахових дисциплін та популяризувати фізику та астрономію, використовуючи різні підходи.

Студенти залучаються до участі у міжнародних і всеукраїнських конференціях, олімпіадах, конкурсах наукових робіт, профорієнтаційних заходах. 

Кафедра фізики та методики її навчання є співорганізатором щорічної міжнародної науково-практичної конференції «ПІДГОТОВКА МАЙБУТНІХ УЧИТЕЛІВ ФІЗИКИ, ХІМІЇ, БІОЛОГІЇ ТА ПРИРОДНИЧИХ НАУК У КОНТЕКСТІ ВИМОГ НОВОЇ УКРАЇНСЬКОЇ ШКОЛИ» (http://physicsnature.tnpu.edu.ua/)

На кафедрі функціонують студентські науково-дослідні групи, де отриманні знання та практичні навички студенти використовують при написанні кваліфікаційних та науково-дослідних робіт.

Студентські науково-дослідні групи

1.     Інноваційні технології в процесі вивчення фізики

2.     Нові технології навчання фізики та астрономії у середній та вищій школах

3.     STEM-технології в процесі вивчення фізики

4.     Використання Web-технологій при вивченні фізики

5.     Творча фізична майстерня

6.     Актуальні питання методики навчання фізики

7.     Студентське конструкторське бюро

8.     Проєктування навчального процесу з фізики

Одним із інноваційних напрямів наукових досліджень викладачів кафедри є залучення здобувачів освіти до виконання наукових проєктів, що мають прикладний характер:

• впровадження технологій електронного навчання у закладах освіти;

• використання електронних курсів у навчальному процесі, розробка інтерактивних навчальних матеріалів;

• розробка та впровадження в навчальний процес лабораторних установок з використанням новітніх інформаційних технологій з використанням мікроконтролерів та комп’ютерної техніки;

• розробка та впровадження засобів контролю та аналізу здійснення дистанційного та/або змішаного навчання.

Викладачі кафедри співпрацюють з науковцями споріднених структурних підрозділів багатьох  закладів освіти та наукових установ України та Європи:

• Інститут педагогіки НАПН України

• ДНУ «Інститут модернізації змісту освіти»

• Національний університет "Львівська Політехніка"

• Український державний університет імені Михайла Драгоманова 

• Центральноукраїнський державний педагогічний університет імені Володимира Винниченка

• Уманський державний педагогічний університет імені Павла Тичини

• Рівненський державний гуманітарний університет

• Астрономічна обсерваторія при НВК «Лозівська загальноосвітня школа I-III ст. – ДНЗ»

• Uniwersytet pedagogiczny іm. Komisji edukacji narodowej w Krakowie

• Akademia im. Jana Dlugosza w Czestochowie

• Akademia Kujawsko-Pomorska

• Presovska univerzita v Presove

Спільно з департаментом освіти і науки Тернопільської обласної військової адміністрації викладачі кафедри беруть участь у проведенні шкільних олімпіад з фізики та астрономії (у якості членів та голів журі), а також у підведенні підсумків щорічного конкурсу учнівських наукових робіт з фізики та астрономії, що навчаються у Тернопільському відділені МАН України.