В традиционном процессе обучения различают классификацию изучаемых объектов, систематизацию и обобщение знаний учащихся. Классификация объектов, изучаемых естественнонаучными дисциплинами, осуществляется на основе какого-либо существенного признака (системы признаков), что позволяет выделить существенное общее, что объединяет объекты в систему. К систематизации приводит установление причинно-следственных связей и отношений между изучаемыми явлениями, выделение основных единиц материала, закономерностей и подчиняющихся им явлений, процессов.
Классификация и систематизация сопровождаются процессом формирования обобщений. Он состоит в том, что учащийся посредством сравнений выделяет некоторые повторяющиеся свойства группы предметов. При этом происходит, с одной стороны, поиск и обозначение словом некоторого инварианта в многообразии свойств предметов, с другой – опознание предметов данного многообразия с помощью выделенного инварианта. Если в процессе обобщения учащийся оперирует непосредственно воспринимаемыми признаками изучаемых предметов, то он получает эмпирические обобщения[2]. На этой логической основе построены многочисленные определители в естественных науках. При формировании содержательных обобщений очень важно открыть некоторую закономерность, необходимую взаимосвязь особенных и единичных явлений с общей основой некоторого целого.
В дидактике физики процессу систематизации знаний на протяжении многих лет, благодаря усилиям выдающихся методистов, уделялось достаточно большое внимание, а в этом контексте и формированию естественнонаучного миропонимания школьников. «Операция выявления сходства, систематизация представлений, образование упорядоченных звеньев знаний – самопроизвольный процесс, аналогичный процессу образования упорядоченных структур в окружающей природе (образования атомов, кристаллов, органических молекул и т. д.). Если сознание оперирует разобщенными представлениями и понятиями, то новое, усвоенное им знание будет воспринято на уровне памяти, не оказав влияния на развитие целостности знаний. Если же сознанию свойственна систематичность спонтанных понятий, развиты отношения общности между ними, то полученное знание включается в систему и все знания, хранящиеся им, становятся более систематичными и емкими» (Ильченко, 1993. С.16).