Науково-дослідна робота на факультеті математики, фізики і комп’ютерних наук проводиться з урахуванням наявного наукового потенціалу і здійснюється з пріоритетних напрямків розвитку науки і техніки. На кожній кафедрі факультету виконуються науково-дослідні роботи, які стосуються актуальних проблем методики навчання математики, фізики та інформатики; методики застосування цифрових освітніх ресурсів під час вивчення фізико-математичних дисциплін; застосування в навчальному процесі інформаційних та інноваційних технологій тощо. Крім того, низка науково-дослідних робіт стосується актуальних проблем математики і фізики. Зокрема, наукові роботи викладачів факультету стосуються дослідження розв’язків диференціальних рівнянь за допомогою асимптотичних, варіаційних, теоретико-групових методів і методів функціонального аналізу; вивчення фрактальних властивостей множин, функцій, розподілів; проблем структурної релаксації у твердих тілах; дослідження властивостей напівпровідникових приладів, вивчення теплофізичних явищ тощо.
Факультет на високому рівні забезпечений кваліфікованими професорсько-викладацькими кадрами, які постійно поповнюються новими докторами і кандидатами наук. Тільки впродовж 2018–2021 років викладачами факультету захищено п’ять докторських дисертацій (2018 р.: Клочко О.В., спеціальність 13.00.04 – теорія і методика професійної освіти; Зузяк Т.П., спеціальність 13.00.01 – загальна педагогіка та історія педагогіки; Мисліцька Н.А., спеціальність 13.00.02 – теорія і методика навчання (фізика)); 2020 р.: Бак С.М., спеціальність 01.01.02 – диференціальні рівняння; 2021 р.: Михайленко Л.Ф., спеціальність 13.00.02 – теорія і методика навчання (математика)). А впродовж 2021–2022 років шістьом викладачам факультету присвоєно вчене звання професора (2021 р.: Ковтонюк М.М., Клочко О.В., Мисліцькій Н.А., Сільвейстру А.М.; 2022 р.: Баку С.М., Матяш О.І.) і п’ятьом – вчене звання доцента (2021 р.: Ковтонюк Г.М., Моклюку М.О.; 2022 р.: Крупському Я. В., Туржанській О. С., Думенко В. П.).
На факультеті функціонує аспірантура зі спеціальностей 014.04 Середня освіта (Математика) та 014.08 Середня освіта (Фізика, астрономія). Викладачі факультету також керують дисертаціями з інших спеціальностей, зокрема 015 Професійна освіта (за спеціалізаціями).
Активною є видавнича діяльність. Упродовж останнього часу викладачами факультету опублікована низка вагомих наукових і навчально-методичних праць: монографій, навчально-методичних посібників, статей. Серед них – «Основи теорії солітонів» (Бак С.М.), «Теорія та практика формування методичної компетентності вчителя математики в умовах партнерства педагогічного університету та школи» (Михайленко Л.Ф.), «Формування уявлень у молодших школярів про природничо-наукову картину світу: інноваційні технології» (Заболотний В.Ф., Мисліцька Н.А.), «Диференціальні та інтегральні рівняння» (Бак С.М.), «Методика навчання геометрії в школі. Практикум» (Матяш О.І., Воєвода А.Л., Михайленко Л.Ф., Наконечна Л.Й., Коношевський О.Л.), «Системи комп’ютерної математики: лабораторний практикум» (Вотякова Л.А., Туржанська О.С.), «Методичний інструментарій формування здатності учнів до математичного моделювання» (Матяш О.І., Катеринюк Г.Д.), «Use of the inter active whiteboard at physics lessons for students of non-physical specialties of pedagogical universities» (Сільвейстр А.М., Моклюк М.О.), «Теорія ймовірності та математична статистика» (Захарченко Н.В.), «Космічні вторгнення і планетарний захист біоресурсів» (Мозговий О.В., Стєклов О.Ф., Відьмаченко А.П. та ін.), «Математичне моделювання систем і процесів в освіті/педагогіці» (Клочко О.В.), «Теоретико-методичні засади засвоєння учнями природничо-наукових знань як необхідна умова навчання фізики майбутніх учителів хімії і біології» (Сиротюк В.Д., Сільвейстр А.М., Моклюк М.О.), «Методичні аспекти підготовки майбутніх учителів математики до розвитку інтелектуальної культури учнів закладів загальної середньої освіти» (Ковтонюк М.М., Клімішина А.Я.), «Секрети підготовки школярів до Міжнародних та Всеукраїнських математичних олімпіад. Теорія чисел» (Лейфура В.М., Ясінський В.А., Мітельман І.М., Панасенко О.Б., Радченко В.М.) та багато інших.
Викладачі активно публікують статті у виданнях, які індексуються міжнародними наукометричними базами SCOPUS та Web of Science, журналах та збірниках наукових праць категорії «Б». Зокрема, лише за 2022 рік викладачами факультету опубліковано 16 статей у виданнях, які індексуються міжнародними наукометричними базами SCOPUS та Web of Science.
Кафедри факультету постійно проводять міжнародні та всеукраїнські науково-практичні конференції. Серед них: «Математика та інформатика у вищій школі: виклики сучасності», «Проблеми і перспективи фахової підготовки вчителя математики», «Комети, астероїди, метеори, метеорити, астроблеми, кратери», «Структурна релаксація в твердих тілах», «Методичний пошук вчителя математики», Конференція-олімпіада геометричної творчості імені В.А. Ясінського, «Астрономія і сьогодення».
Упродовж останніх кількох років на базі факультету проводиться 1/8 фіналу командної студентської першості світу з програмування АСМ-ІСРС (1-го етапу Всеукраїнської студентської олімпіади з програмування), а з 2021 року ще й ? фіналу. Неодноразово у попередні роки кафедри математики та інформатики, алгебри і методики навчання математики забезпечували проведення ІІ етапу Всеукраїнського конкурсу студентських наукових робіт із математичних наук.
Також факультет організовує чимало науково-методичних заходів місцевого та обласного рівнів: засідання круглого столу «Форсайт розвитку математичної та інформатичної освіти на Вінниччині і в Україні», методичне об’єднання вчителів фізики м. Вінниці на базі центру «Освітній хаб NotBox?», науково-методичний семінар «Цікава геометрія», конкурс методичної творчості та інші.
Щорічно виходять чергові випуски збірника наукових праць викладачів і студентів «Актуальні проблеми математики, фізики і комп’ютерних наук», науково-популярного альманаху «Математика та інформатика навколо нас» та збірника наукових праць студентів «Методичний пошук». Упродовж трьох років брали участь у проведенні дослідно-експериментальної роботи всеукраїнського рівня за темою «Варіативні моделі комп’ютерно-орієнтованого середовища навчання предметів природничо-математичного циклу в загальноосвітньому навчальному закладі». Координатором від ВДПУ для проведення дослідно-експериментальної роботи призначена Тютюн Л.А.
Науково-дослідна робота студентів є важливою складовою наукової діяльності факультету. У 2023-24 н.р. на кафедрах функціонують 19 студентських наукових гуртків, проблемних груп і груп із підготовки до ІІ етапу Всеукраїнських студентських олімпіад, студенти беруть активну участь в конференціях і семінарах.
Вагомими є успіхи наших студентів на всеукраїнському рівні. Лише впродовж останніх шести років маємо понад 30 перемог у всеукраїнських олімпіадах, конкурсах та в інших наукових змаганнях. Так, наші вихованці ставали переможцями чи призерами: - на Всеукраїнських студентських олімпіадах з математики (Бандерс Марія, 3 місце, керівник Панасенко О.Б.); фізики (Семенюк Дарина, 1 місце, керівник Білюк А.І.); командної олімпіади з програмування (Ткаченко Світлана, Михайлюк Олександр, Бойчук Дмитро, диплом ІІІ ступеня; Бойчук Дмитро, Михайлюк Олександр, Ткаченко Світлана, 1 місце на ІІ етапі і ІІІ місце на третьому етапі; Ткаченко Світлана, Михайлюк Олександр, Бойчук Дмитро, Руденко Сергій, диплом І ступеня, ІІ етап ? фіналу Всеукраїнської командної олімпіади з програмування та ? фіналу світової першості з програмування АСМ-ICPC, керівник Клочко О.В.); - на Всеукраїнських конкурсах студентських наукових робіт з математики та статистики (Лисак Богдан, диплом І ступеня, Печериця Іван, Шведюк Анастасія, диплом ІІІ ступеня, керівник Бак С.М.; Ткаченко Світлана, диплом ІІІ ступеня, керівник Панасенко О.Б.; Левицька Марія, диплом за вагомі здобутки, керівник Ковтонюк М.М.), фізики та астрономії (Саркісян Оксана, Бабич Ірина, диплом ІІ ступеня, керівник Заболотний В.Ф.; Олішевська Юлія, диплом ІІІ ступеня, керівник Думенко В.П.; Семенюк Дарина, диплом ІІ ступеня, керівник Заболотний В.Ф.); інформатики і кібернетики (Смірнова Анастасія, диплом ІІ ступеня, Ткаченко Світлана, диплом ІІ ступеня, керівник Клочко О.В.; Руденко Сергій, диплом ІІІ ступеня, керівник Бак С.М.); зі спеціальності Середня освіта (Інформатика) (Ткаченко Світлана, Бабійчук Ірина, диплом ІІІ ступеня, керівник Клочко О.В.); інформаційно-комунікаційних технологій в освіті (Ткаченко Світлана, диплом І ступеня, керівник Клочко О.В.); методики навчання природничо-математичних дисциплін (Нестюк Ольга, диплом І ступеня, керівник Матяш О.І.; Семенюк Дарина, диплом І ступеня, керівник Заболотний В.Ф.); комп’ютерних наук (Ткаченко Світлана, диплом ІІІ ступеня, керівник Бак С.М.).
У 2019 році команда студентів у складі Дмитра Бойчука, Світлани Ткаченко, Юрія Люлька (тренер Оксана Клочко, співтренер студент магістратури Руденко Сергій) посіла І місце серед команд педагогічних закладів освіти у ІI етапі Всеукраїнської студентської олімпіади з програмування (1/4 фіналу першості світу ACM ICPC) у Південно-західному регіоні. Далі ця команда посіла ІI місце серед команд педагогічних закладів освіти у ІІI (фінальному) етапі Всеукраїнської студентської олімпіади з програмування у другій групі. Також 3 студенти взяли участь у 13-й Міжнародній олімпіаді з програмування на Кубок академіка І.Н. Векуа. Команда в складі студентів Дмитра Бойчука, Світлани Ткаченко, Юрія Люлька (тренер Оксана Клочко) посіла І місце по Україні серед педагогічних закладів вищої освіти. Цього ж року студент Дмитро Бойчук (тренер Оксана Клочко) посів І місце в номінації «Алгоритми та структури даних» на олімпіаді з програмування та ІТ-технологій від компанії Delphi SOFTWARE.
У 2020 році кафедра математики та інформатики (у складі Ковтонюк М.М., Бак С.М., Тютюн Л.А., Ковтонюк Г.М., Семенець Д.А., Соя О.М., Леонова І.М., Чикішев А.О.) взяла участь у конкурсі Бюджету громадських ініціатив Вінницької міської об’єднаної територіальної громади, представивши на конкурс два проєкти: великий «Математичний сквер Платонові тіла» (керівник проєкту Тютюн Л.А.) та малий «3D-моделювання і його використання для протезування кінцівок» (керівник проєкту Семенець Д.А.). Другий проєкт з бюджетом в 200 тисяч гривень за результатами голосування здобув перемогу в даному конкурсі. В рамках цього проекту було прочитано курс популярних лекцій з 3D-моделювання і проведено творчий конкурс серед студентів та учнів закладів освіти м. Вінниці.
У 2021 році команда у складі: Мазур Максим, Таскаєв Дмитро, Ткаченко Світлана пройшла у півфінал міжнародної командної олімпіади з програмування ІСРС (Південно-Західна Європа), де посіла перше місце серед педагогічних університетів (тренер Клочко О.В.). У цьому ж році Вікулов Данило виборов диплом 2-го ступеня на творчому конкурсі в рамках проєкту «3-D моделювання і його використання для протезування кінцівок». А Ткаченко Світлана у складі збірної команди КПІ імені Ігоря Сікорського та ВДПУ імені Михайла Коцюбинського виборола 2-е місце у Відкритому Хакатоні Києво-Могилянської академії з проєктом комплексного аналізу трафіку об’єктів комерційної нерухомості. У 2022 році команда VSPU_BreakOut_v2 виборола 8-е місце серед 75 команд України в 1/2 фіналу командної першості світу з програмування по Південно-східній Європі в рамках ІСРС 2022.
У 2022 році Ковтонюк М.М. включено до фундаментального видання "Науковці України – еліта держави". Відповідно до укладених міжнародних угод співпрацюємо з такими закордонними вищими навчальними закладами: Університет імені Яна Кохановського (факультет точних та природничих наук, м. Кельце, Польща), Morgan State University (Baltimore, USA), Празький інститут підвищення кваліфікації (м. Прага, Чехія), Каракалпакський державний університет імені Бердаха (Узбекистан), Бєльцкий державний університет імені Алеку Руссо (Молдова), підприємство «ABI-Solutions» (м. Лугано, кантон Тічино, Швейцарська Конфедерація).
Викладачі факультету активно долучаються до взаємного обміну з європейськими країнами науковими та дидактичними досягненнями, друкуючи результати своїх наукових досліджень у міжнародних журналах та беручи участь у міжнародних конференціях. Більшість викладачів пройшли міжнародне стажування у закордонних ЗВО. У рамках укладених угод продовжується тісна співпраця з закладами вищої освіти України, зокрема з такими: Національний педагогічний університет імені М.П. Драгоманова, Східноєвропейський національний університет імені Лесі Українки, Вінницький національний технічний університет, Полтавський державний педагогічний університет імені В.Г. Короленка; Київський національний університет імені Тараса Шевченка; Кам’янець-Подільський національний університет імені Івана Огієнка; Національний технічний університет України «КПІ ім. І. Сікорського» (механіко-машинобудівний інститут); Уманський державний педагогічний університет імені Павла Тичини та іншими.
Кафедри факультету підтримують наукові зв’язки з провідними науковими центрами України: Львівський національний університет імені Івана Франка, Інститут прикладних проблем механіки і математики імені Я.С. Підстригача НАН України, Інститут прикладної математики і механіки НАН України, Інститут інформаційних технологій і засобів навчання НАПН України, Інститут професійно-технічної освіти НАПН України, Інститут педагогіки НАПН України; Інститут педагогічної освіти та освіти дорослих НАПН України, Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України, Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України, Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, Інститут проблем матеріалознавства ім. Францевича, Інститут надтвердих матеріалів НАН України ім. В.М. Бакуля, Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України, Львівський фізико-механічний інститут НАН України, Астрономічна асоціація України, Фізико-технологічний інститут металів і сплавів НАН України.
Викладачі факультету є членами низки громадських об’єднань («Міжнародна асоціація дослідників з дидактики математики», «СМАРТ МАТЕМАТИКА», «Асоціація міжнародного освітнього та наукового співробітництва» та ін.).