У дисертації розроблено методику навчання атомної і ядерної фізики старшокласників у хмаро орієнтованому навчальному середовищі в закладах загальної середньої освіти. Пропонована методика навчання атомної і ядерної фізики в хмаро орієнтованому навчальному середовищі базується на змісті навчального матеріалу з атомної і ядерної для закладів загальної середньої освіти, представленому чинними програмами. Визначено умови формування хмаро орієнтованого навчального середовища з атомної і ядерної фізики, що сприяє позитивному емоційному стану суб'єктів навчання, концентрації уваги на навчальному матеріалі, зацікавленості у вивченні матеріалу та усвідомленому повноцінному сприйнятті інформації. Створено та апробовано у освітньому процесі авторські комп'ютерні програми "Карта ізотопів" та "Теорія Великого вибуху", віртуальні демонстрації та навчальний посібник. Експериментально перевірено та підтверджено ефективність розробленої методики навчання атомної і ядерної фізики старшокласників у хмаро орієнтованому навчальному середовищі. Результати впроваджено в освітній процес закладів загальної середньої освіти.