В процесі дослідження ми випробували різні варіанти організації навчальної діяльності, яка сприяє активізації навчально-пізнавальної діяльності при вивченні фізики на основі методу аналогії. Ми вважаємо, що оптимальним варіантом є така організація навчання, при якій оволодіння студентами методом аналогії у більшій мірі відбувається при виконанні ними самостійної роботи. На лекціях, практичних заняттях, при виконанні і захисті лабораторних робіт метод аналогії теж застосовується, але у меншій мірі.

На вступній лекції з курсу фізики довести до студентів доцільність оволодіння методом аналогії як методом дослідження. Потім дати означення методу аналогії та навести приклади застосування у відкриттях вчених і винахідників. На цій же лекції дати студентам перше індивідуальне домашнє завдання (ІДЗ № 1): знайти приклади застосування аналогії у науково-популярній літературі, підручниках і задачниках з фізики (завдання базового рівня). Можна запропонувати самостійно знайти аналогію між явищами, об’єктами оточуючого світу та фізичними явищами, об’єктами тощо (завдання творчого рівня). Необхідно призначити день проведення консультації (один раз у тиждень), строк виконання ІДЗ та форму подачі (письмово, усно).

Друге ІДЗ видається після лекції з теми „Основи кінематики”. Завданням буде самостійне складання таблиці аналогії формул кінематики поступального і обертального руху тіл (строк виконання – один тиждень). Кожен студент, який правильно виконав ІДЗ № 2, отримує спочатку завдання встановити аналогічні задачі в цих темах, а потім скласти і розв’язати аналогічні задачі в кожній з тем (базовий рівень), далі скласти і розв’язати аналогічні задачі з подібних тем (підвищений рівень), і скласти і розв’язати аналогічні задачі з різних тем (поглиблений рівень). ІДЗ № 3 подібне до другого ІДЗ, оскільки воно дається після лекції з теми „Динаміка обертального руху твердого тіла” Студентам, які не змогли виконати самостійно своє завдання, викладач на консультаціях дає методичні вказівки з прикладами розв’язування аналогічних задач по цих темах. Допомогою у розв’язанні завдання підвищеного рівня можуть бути методичні вказівки „Метод середнього”, де є визначення середнього арифметичного, середнього гармонічного, середнього квадратичного і приклади розв’язування задач з застосуванням цього методу (задач на знаходження середньої швидкості, прискорення, на закони збереження тощо).

Після лекції з теми „Основи електростатики” потрібно дати студентам ІДЗ № 4: скласти таблицю аналогії законів і формул, які описують дії гравітаційного та електростатичного полів на тіла і заряди відповідно. На консультації даємо студентам приклади розв’язування задач на рух тіл у гравітаційному полі і методичні вказівки і завдання розв’язати по аналогії задачі на рух зарядів у електростатичному полі. Задачі, які розв’язуються за алгоритмами частинних випадків, відповідають базовому рівню. Більш складні – підвищеному та поглибленому.

Після лекції “Постійний електричний струм” студентам дають ІДЗ № 5: скласти модель послідовного і паралельного з’єднань елементів за запропонованим алгоритмом. За модель-оригінал потрібно взяти з’єднання конденсаторів (матеріал береться з теми „Основи електростатики”), а з’єднання резисторів будуть моделями-аналогами. Після того, як студент правильно склав таблицю він виконує роботу по складанню і розв’язуванню аналогічних задач з використанням складеної таблиці. Наступним кроком буде доповнення цієї таблиці моделлю-аналогом з’єднання пружин (для цього потрібно дати визначення цих з’єднань). Хоч це завдання і передує вивченню коливань, але має сенс його дати раніш, оскільки це відповідає випереджувальному навчанню. Після лекції “Змінний електричний струм” студентам необхідно доповнити таблицю моделлю аналогом з’єднання котушок індуктивності.

Після лекції „Гармонічні коливання” студентам потрібно дати ІДЗ № 6 скласти таблицю аналогії коливань різних фізичних систем, у якій за модель-оригінал взяти гармонічний осцилятор, а моделями-аналогами будуть пружинний, фізичний, математичний маятники і коливальний контур. Таблицю заповнити за заданим алгоритмом. Після виконання цього завдання студентам необхідно розв’язати задачі на коливальні процеси. Задачі на визначення періоду гармонічних коливання становлять базовий рівень, на згасаючі та вимушені коливання – підвищений та поглиблений рівень.

Щоб виконати ІДЗ № 7, застосовують електромеханічну аналогію. На практичному занятті складаємо разом із студентами узагальнюючу таблицю аналогії механічних і електромагнітних величин і формул. На консультації пояснюємо студентам як застосувати цю таблицю і таблиці з’єднань елементів для розв’язування задач на визначення періоду коливань складних механічних систем.

Кожне ІДЗ повинно бути виконане до практичних занять з відповідних тем. Задачі повинні бути розв’язані до проведення контрольних робіт. Задачі оцінюються у балах. Якщо задача здана з запізненням на тиждень, то знімається 5 балів; якщо – пізніше, то оцінюється у “0” балів. Невиконані задачі оцінюються у „– 15” балів. Набрані суми балів враховуються при допуску до екзамену з фізики та виставленні екзаменаційної оцінки.

Таким чином, застосування методу аналогії у навчальному процесі з фізики не потребує суттєвої переробки навчальної програми дисципліни „Фізика”. Необхідно тільки внести зміни у плануванні тематики самостійної роботи студентів і зробити методичне забезпечення по застосуванню методу аналогії у навчанні фізики. Це обумовлено тим, що ми задалися метою розробити таку систему, яку б легко було адаптувати в умовах іншого ВНЗ. Тому запропонований нами підхід до організації навчальної діяльності студентів з курсу фізики з застосуванням методу аналогії можна змінювати у відповідності до інтересів і творчих нахилів викладача.

Розвиток наукоємних технологій є однією з найважливіших характеристик розвинутих країн. Фізика – це фундаментальна наука, на якій базуються технічні та технологічні науки. Тому зростає значення фізики у навчанні спеціалістів технічних та технологічних спеціальностей. Актуальним є пошук шляхів та засобів покращення підготовки студентів з фізики. Наше дослідження показало, що дидактично виважене застосування методу аналогії у процесі навчання фізики є доцільним для активізації навчально-пізнавальної діяльності студентів.

Вироблена сукупність взаємообумовлених вимог стосовно впровадження методу аналогії у навчальний процес, що виступають не тільки як умови його оволодіння і ефективного застосування, а й умови створення комфортного клімату для активного та усвідомленого навчання студентів.

Розроблена модель процесу навчання фізики, яка побудована на одночасному вивченні подібних тем з фізики, що є доцільним з точки зору виявлення загальних закономірностей у цих темах. Розроблений механізм впровадження методу аналогії у навчання фізики: встановлення аналогії між фізичними явищами → між величинами → між формулами (законами) → рівняннями → врешті між ходом розв’язування задач. Спрямування студентів на самостійну роботу з порівняння елементів подібних систем допомагає легко пригадати матеріал і встановити раніше не помічені зв’язки, дає можливість з’ясувати суть елементів та їх відношень, привести у систему знання про відоме поняття та нове, аналогічне йому.

Застосування методу аналогії полегшує самостійну роботу студентів з аналогічними задачами, оскільки вони розв’язуються за одним алгоритмом. Це означає, що збільшується кількість розв’язаних задач за менший час ніж при розв’язуванні цих задач без застосування методу аналогії.

Створені і апробовані дидактичні матеріали для вивчення фізики з застосуванням методу аналогії сприяють активізації самостійної розумової діяльності, удосконаленню розумових здібностей, формуванню навичок самостійної діяльності та приводять до покращення якості знань з фізики і спеціальних дисциплін.