Історія кафедри фізики та методики її навчання розпочалася в далекому 1930 році. Сьогодні спадок кафедри продовжують примножувати її науковці – професори, доктори, доценти, кандидати наук. Серед базових напрямків досліджень професорсько-викладацького складу – комплексні теми «Дослідження структурних перетворень у твердих тілах при збудженні електронної підсистеми», «Дефектні конфігурації у сильно імплантованому кремнію», «Явища переносу в молекулярних наноструктурах», «Вдосконалення методики вивчення фізики в середній школі та вищих педагогічних навчальних закладах».

Наукові інтереси фахівців кафедри охоплюють теоретичні й прикладні дослідження з проблем фізики твердого тіла; дослідження з методики навчання фізики в педагогічних закладах вищої освіти і в загальноосвітніх навчальних закладах; методологію проведення фронтальних лабораторних робіт із фізики; розвиток наукових основ і техніки вимірювань параметрів фізичних процесів.

Колектив кафедри має велику кількість галузевих публікацій, постійно проводить дослідницьку роботу, очолює науково-методичний семінар, веде наукові гуртки, надає фахову допомогу освітянам міста й області. За результатами науково-педагогічної роботи кафедра публікує навчально-методичні матеріали, які активно використовуються в освітньому процесі. Це електронні курси з астрофізики й астрономії; методичні рекомендації «Фізичний практикум для 10 класів шкіл з профільним вивченням фізики», «Фізичний практикум для 11 класів шкіл з профільним вивченням фізики», «Лабораторні роботи з курсу загальної фізики для студентів природничих спеціальностей», «Лабораторні роботи з курсу загальної фізики для студентів технологічних спеціальностей», «Дослідницькі задачі з фізики», «Статистична обробка результатів експериментальних вимірювань», до виконання самостійних робіт з курсу «Астрофізика та методика навчання астрономії»; методичний посібник для організації самостійної роботи студентів фізичних спеціальностей «Електрика та магнетизм. Лабораторний практикум»; посібники для студентів фізико-математичного факультету «Лабораторні роботи з курсу загальної фізики. Розділ 1. Механіка», «Лабораторні роботи з курсу загальної фізики. Розділ 2. Молекулярна фізика і термодинаміка», «Практикум з методики і техніки демонстраційного експерименту в курсі фізики середньої школи» тощо.

З метою забезпечення освітнього процесу наочно-ілюстративним матеріалом і задля набуття студентами практичних вмінь роботи зі справжніми приладами, на базі кафедри працює велика кількість фізичних лабораторій, зокрема лабораторії молекулярної фізики та термодинаміки, методики навчання фізики, електротехніки, радіоелектроніки та фізики твердого тіла, комп’ютерна лабораторія, лабораторії сучасних методів експериментальних досліджень у фізиці, астрономії та астрофізиці, хвильової та квантової оптики, атомної та ядерної фізики.

Технічне оснащення лабораторій та робочих місць дозволяє студентам розв’язувати не лише навчальні експериментальні задачі, а й проводити дослідження в рамках курсових і кваліфікаційних робіт. Під час викладання фізики значна увага приділяється використанню сучасного навчального програмного забезпечення й устаткування.

Викладачі кафедри постійно залучають до науково-дослідницької роботи студентів фізико-математичного факультету, які демонструють високий рівень знань на всеукраїнських конкурсах, олімпіадах і студентських конференціях; здобувачі вищої освіти можуть похизуватися великою кількістю сертифікатів, грамот і дипломів. Для наполегливих і талановитих студентів, які пов’язують своє майбутнє з науковою діяльністю, на кафедрі існує аспірантура зі спеціальності «Фізика твердого тіла».

Команда кафедри є гарним джерелом натхнення для своїх вихованців: науковці активно беруть участь у численних міжнародних, всеукраїнських і регіональних конференціях, роблячи вагомий внесок у сучасні дослідження актуальних питань фізичних наук.