Застосування методу аналогії у навчанні фізики студентів нефізичних спеціальностей вищих закладів освіти

Abstract

У дисертаційному дослідженні дається теоретико-методичне обґрунтування необхідності і доцільності оволодіння студентами нефізичних спеціальностей методом аналогії у процесі вивчення не лише теоретичного матеріалу курсу фізики у вищих закладах освіти, як це було у відомих дослідженнях, а й при розв’язуванні аналогічних задач. Визначені психолого-педагогічні передумови та значення застосування методу аналогії у підвищенні ефективності навчально- виховного процесу, якості знань студентів з курсу фізики та спеціальних дисциплін, розвитку їх творчих здібностей. Запропоновані методичні рекомендації щодо застосування методу аналогії. Розкриті можливості застосування методу аналогії при одночасному вивченні подібних тем курсу фізики. Застосування методу аналогії сприяє активізації самостійної розумової діяльності, розвитку творчих здібностей і наукового мислення студентів.

В диссертации представлены методики использования метода аналогии в учебном процессе при изучении курса физики студентами нефизических специальностей высших учебных заведений. В диссертационном исследовании дано теоретико-методическое обоснование целесообразности овладения студентами методом аналогии в процессе изучения физики. Определены и проанализированы психолого-педагогические предпосылки использования метода аналогии в обучении студентов физике. Использование аналогии при формировании понятий способствует активизации самостоятельной мыслительной деятельности студентов, так как, установив, что новое понятие аналогично известному понятию, студент может предположить совпадение свойств этих понятий. Сравнение аналогичных понятий дает возможность установить похожие свойства, а также обнаружить несовпадающие, что способствует более глубокому осознанию свойств новых понятий, прочному их запоминанию и в результате к развитию творческих способностей студента. Овладению студентами методом аналогии благоприятствует обучение, которое базируется на таких факторах: демонстрация исторических фактов применения метода аналогии в научных открытиях и нацеливание студентов на поиск этих фактов в литературе по физике, на самостоятельный поиск аналогий в физике и окружающей действительности; систематическое выполнение студентами заданий на установление и составление аналогичных задач по разным темам физики; стимулирование студентов к анализу своей самостоятельной умственной деятельности в процессе обучения с применением метода аналогии. Одинаковая структура уравнений, которые описывают аналогичные разделы по физике, приводит к аналогии в методах решения задач из этих разделов. На основе этого утверждения применение метода аналогии проводилось в такой последовательности: установление аналогии между физическими явлениями - между величинами - между формулами (законами) - между уравнениями - и, наконец между ходом решения задач. Нами было реализовано параллельное (одновременное) изучение аналогичных разделов курса физики. Сравниваемые величины, формулы, равенства записывали в виде таблиц. Это не только облегчало изучение свойств нового понятия, но и помогало привести в систему знания об известном понятии и новом, аналогичном ему. Нацеливание на сравнение элементов подобных систем помогало студентам выяснить суть элементов и их связей, правильно использовать законы физики на практике. Это приводило и к облегчению самостоятельной работы над аналогичными задачами, и к экономии времени на их решение. Использование метода аналогии при изучении физики было реализовано в следующих вопросах: аналогия поступательного и вращательного движений; аналогия гравитационного и электростатического полей; применение аналогии при изучении последовательного и параллельного соединений элементов; аналогия в задачах на определение работы переменных сил; аналогия в колебательных процессах; использование электромеханической аналогии при решении аналогичных задач; аналогия в задачах на законы сохранения. Решение отдельных классов задач было выражено в виде алгоритмов. Использование алгоритма требует конкретных знаний, переноса знаний в подобную или новую ситуацию, что является творческой деятельностью. Например, разработан единый алгоритм решения несложных задач на последовательное и параллельное соединения элементов. Моделью-оригиналом являются соединения конденсаторов, а соединения резисторов, катушек индуктивности, пружин рассматриваются как модели-аналоги. При изучении темы “Постоянный электрический ток” заполняется таблица для соединений конденсаторов и резисторов. Эта таблица облегчает решение задач (и экономят время на их решение) при определении периода колебаний сложных механических систем (рис. 1) по сравнению с традиционными методами решения этих типов задач. Проведенное экспериментальное исследование показало эффективность предложенной методики обучения физике студентов с использованием метода аналогии. Достоверность выводов подтверждена результатами статистической обработки данных педагогического эксперимента, что дает основания принять выдвинутую гипотезу о том, что применение метода аналогии при обучении физике приводит к улучшению качества знаний студентов и к овладению ими опытом самообразовательной деятельности.

The rational application of method of analogy for teaching is stated in the work. The psycho - pedagogical requisites and didactic conditions for the implementation of the method were defined. The possibilities to use the method of analogy in the process of simultaneous study of different themes on physics. The methodical recommendations of its application for sums doing were worked out. The main statements of the research work were corroborated by the pedagogical experiment.