К методологическим принципам относятся:

– системный подход , позволяющий рассматривать отдельные компоненты педагогического процесса (цели и содержание образования, методы, формы и средства обучения, деятельность учителя и учащихся) не изолированно, а во взаимосвязи и взаимодействии;

– личностный подход , который требует ориентации учебного процесса на отдельную личность, признание ее уникальности, интеллектуальной и нравственной свободы;

– деятельностный подход, ставящий ребенка в позицию субъекта образовательного процесса, что предполагает самостоятельное определение цели; планирование и организацию учебной деятельности; самоконтроль и самооценку результатов деятельности;

– культурологический подход , связывающий человека как носителя определенной культуры с системой общественных и духовных ценностей.

В педагогике выделяются и другие методологические принципы – полисубъектный подход, этнопедагогический подход, антропологический подход,  – которые позволяют вычленить актуальные проблемы науки, установить их значимость и определить стратегию и способы их разрешения [5] .

Одной из главных задач методики естествознания является познание и совершенствование процесса естественно-научного образования младших школьников. Для ее решения применяются общенаучные методы (диалектика, теория познания, логика), частнонаучные методы, используемые в педагогике, и предметно-тематические, которые присущи дидактике и более узкой ее отрасли – методике преподавания естествознания.

Мы рассмотрим только те методы, которые наиболее широко применяются в методических исследованиях.

Главные требования к любому методу – это объективность , т. е. способность давать достоверный, надежный материал, свободный от искажений, субъективного толкования и скороспелых выводов. Второе требование – надежность, т. е. однозначность результатов при проведении повторных исследований и одинаковость результатов у разных исследователей. Третье требование – валидность (обоснованность) – способность выбранного метода изучать именно те особенности процесса обучения, которые интересуют исследователя. Последнее требование – точность информации – определяется точной дифференцировкой, индивидуальным подходом.

Все методы педагогического исследования можно разделить на несколько групп.

Теоретические методы основаны на применении мыслительных операций: сравнения, анализа и синтеза, обобщения и конкретизации. К теоретическим методам относятся сравнительно-исторический анализ литературных источников, школьной документации, изучение массового опыта учителей и т. п. Эти методы помогают определить проблему исследования, поставить цели и задачи, выдвинуть гипотезу.

Эмпирические методы основаны на чувственном восприятии объектов и служат для накопления фактического материала. Это педагогическое наблюдение учебного процесса, личное преподавание, проведение эксперимента.

Социологические методы применяются с целью изучения личностных характеристик детей и педагогов, принимающих участие в исследовании. Это анкетирование и интервьюирование учителей и учащихся, опросы, тестирование, анализ уровня сформированности знаний и умений учащихся.

Математические методы (методы описательной статистики и теории статистического вывода) основаны на обработке полученных результатов методами математического анализа. К ним относятся:

– регистрация, т. е. запись с целью учета и систематизации количественных данных о наличии или отсутствии исследуемого параметра (например, числа учеников, выполнивших задание правильно и неправильно);

– ранжирование – расположение полученных данных в порядке убывания или нарастания какого-либо показателя и определение места каждого исследуемого параметра в этом ряду (например, составление перечня трудных понятий);

– шкалирование – введение цифровых показателей в оценку педагогической деятельности путем проведения опроса испытуемых (например, о трудности изучения определенных тем курса);

– определение средних величин – среднего арифметического, медианы (показателя середины ряда), дисперсии (степени рассеивания около среднего показателя), коэффициента вариации и др.;

– сравнение полученных результатов с нормой, при котором выявляются отклонения от заданных показателей.

Эти методы позволяют определить достоверность полученных в процессе исследования данных. Для проведения статистических подсчетов имеются математические формулы. В настоящее время существуют компьютерные программы, позволяющие провести статистическую обработку, после которой собранный материал может стать достоянием науки.