М.І. Махмутов залежно від способу представлення учбового матеріалу (проблемних ситуацій) і ступеня активності що вчаться виділяв шість методів: метод монологічного викладу, міркуючий метод викладу, діалогічний метод викладу, евристичний метод навчання, дослідницький метод і метод програмованих завдань. Перші три з них представляють варіанти викладу учбового матеріалу вчителем, другі три - варіанти організації самостійної учбової діяльності учнів. У кожній з цих груп методів і в класифікації в цілому передбачається збільшення активності учнів і, таких образом, проблемній навчання.
Отже, монологічний метод є незначна зміна традиційного методу навчання. Як правило, він використовується з метою передати значний об'єм інформації, і сам учбовий матеріал при цьому перебудовується трохи. Враховуючи об'єктивні труднощі учнів по засвоєнню такого матеріалу, педагогом здійснюється не створення, а номінальне позначення проблемних ситуацій з метою підтримки інтересу у учнів, чим проблемне навчання в даному випадку і обмежується.
При міркуючому методі навчання в монолог викладача вводяться елементи міркування, пошуку виходу з тих, що виникають через особливості побудови матеріалу утруднень, вчитель, відзначаючи наявність проблемних ситуацій, показує, як висувалися і стикалися різні гіпотези (або імітує їх наявність) при вивченні тієї або іншої проблеми. Педагог, користуючись цим методом, демонструє історичний і (або) логічний шлях наукового пізнання, "примушуючи учнів стежити за діалектичним рухом думки до істини" [7]. Цей метод вимагає вже більшої перебудови учбового матеріалу в порівнянні з традиційним і попереднім. Порядок проходження фактів, що повідомляються, вибирається так, щоб об'єктивні суперечності змісту були представлені особливо підкреслено і порушували пізнавальний інтерес учнів і бажання їх вирішити. При цьому ведеться не стільки діалог з учнями, скільки монолог: питання можуть і задаватися викладачем, але вони не вимагають відповіді і використовуються тільки для того, щоб привернути проблемних ситуацій, що вчаться до уявного аналізу, порушити, але не реалізувати їх уявну пошукову активність.
При діалогічному методі викладу структура учбового матеріалу залишається такій же, як і в тому, що міркує, проте зважаючи на обмеженість в часі учбового процесу зміст переданої інформації може бути декілька менше. Річ у тому, що при цьому методі замість питань, на які викладач самостійно дає відповіді, задаються інформаційні питання і до обговорення широко притягуються учні. Учні при цьому методі активно беруть участь в постановці проблеми, висувають припущення, намагаються самостійно довести свої гіпотези. Важливий учбовий процес при цьому відбувається під контролем вчителя, їм самостійно ставиться проблемне завдання і здійснюється не стільки допомога таким, що вчиться по знаходженню відповідей, скільки, зрештою, самостійна їх констатація - завдяки або всупереч припущенням учнів. Разом з тим, для цього методу вже характерна можливість учнів реалізувати свою пошукову активність, за рахунок чого підвищується їх мотивація, дана проблема персоналізуватиметься, і знання засвоюються успішніше.
Евристичний метод навчання в концепції М.І. Махмутова полягає в тому, що учбовий матеріал, маючи ту ж послідовність, що і в діалогічному методі, розбивається на окремі елементи, в яких викладачем додатково ставляться певні пізнавальні завдання, що вирішуються що безпосередньо вчаться. При цьому важливий учбовий процес здійснюється під керівництвом педагога: їм ставляться проблеми, які належить вирішити, констатується правильність тих або інших виводів, які вже в подальших етапах служать підставою для самостійної діяльності учнів, які, знову ж таки завершуються методичною підтримкою вчителя. Тим самим досягається імітація самостійного дослідження такими, що вчаться, але в межах керівництва і допомоги педагога.
У разі застосування дослідницького методу система навчання зазнає наступні зміни. Якщо за основу узяти евристичний метод, то структура і послідовність подачі матеріалу залишається такій же. Проте, на відміну від нього, постановка питань педагогом здійснюється не на початку того або іншого елементу вивчення проблеми, а вже за підсумками її самостійного розгляду що вчаться, тобто діяльність вчителя носить не направляючий характер, а оцінний, констатуючий. За рахунок цієї дії учнів набувають самостійнішого характеру, вони додатково навчаються не тільки вирішувати проблему, але і стають здатними її виділити, усвідомити, сформулювати, що є ціннішим для розвитку особи і формування наукового підходу мислення.
І останній метод, який виділяв М.І. Махмутов, був названий ним методом програмованих дій або програмованих завдань. При цьому методі педагогом здійснюється розробка цілої системи програмованих завдань, в якій кожне завдання складається з окремих елементів (або "кадрів"). Ці кадри містять частина матеріалу, що вивчається, або певний напрям, в рамках якого що вчиться належить самостійно ставити і вирішувати відповідні підпроблеми, врегулювати проблемні ситуації. Після вивчення одного елементу що вчиться, зробивши самостійно відповідні виводи, переходить до наступного, причому доступність наступного етапу визначається правильністю виводів, зроблених на попередньому. На погляд автора, в цьому відношенні останній етап, метод проблемного навчання, виділений М.І. Махмутовим, перекликається з концепцією програмованого навчання, в рамках якою розробкою теорії поетапного формування розумових дій займався П.Я. Гальперін і займається Н.Ф. Тализіна.
Незалежно вибору методу викладу матеріалу і організації учбового процесу, в основі при проблемному навчанні лежить послідовне і цілеспрямоване створення проблемних ситуацій, мобілізуючих увага і активність учнів. Форма представлення проблемних ситуацій аналогічна такою, що застосовується в традиційному навчанні: це учбові завдання і питання. Разом з тим, якщо в традиційному навчанні ці засоби застосовуються для закріплення учбового матеріалу і придбання навиків, то в проблемному навчанні вони служать передумовою для пізнання.
У зв'язку з цим, одне і те ж завдання може бути або не бути проблемним, в залежності, в першу чергу, від рівня розвитку учнів. Завдання стає проблемним, якщо вона носить пізнавальний, а не закріплюючий, тренувальний характер. Все це і визначає характер проблемного навчання як що розвиває. Якщо використовувати термінологію Л.С. Виготського (по [3]), то проблемна ситуація може знаходитися в "зоні найближчого розвитку", коли учень може вирішити її тільки на межі своїх можливостей, при максимальній активації свого інтелектуального, творчого і мотиваційного потенціалу.
М.І. Махмутов визначає проблемну ситуацію як інтелектуальне утруднення людини, що виникає у разі, коли він не знає, як пояснити виникле явище, факт, процес дійсності, не може досягти мети відомим йому способом, що спонукає людину шукати новий спосіб пояснення або спосіб дії [7].
Тому проблемною можна назвати ту ситуацію, коли учень не може пояснити для себе об'єктивно виникаючу суперечність, не може дати відповідей на об'єктивно виникаючі питання, оскільки ні наявні знання, ні інформація, що містить в проблемній ситуації, не містять на них відповідей і не містять методів їх знаходження. З погляду психології це і служить передумовою для появи розумової активності по виявленню і рішенню проблем. При цьому, як вже наголошувалося, проблемна ситуація матиме дидактичний характер, тільки якщо вона знаходиться в зоні найближчого розвитку, тобто, створюючи значні труднощі, все-таки об'єктивно може бути дозволена такими, що вчаться.
Проблемні ситуації зазвичай класифікуються по різних критеріях: по спрямованості на пошук нових знань або способів дії, на виявлення можливості застосування відомих знань і способів в нових умовах і т.д.; по рівню проблемної залежно від того, наскільки гостро виражені суперечності; по дисциплінах і предметах, в яких допустиме застосування тих або інших проблемних ситуацій і так далі.
Найбільш функціональним і поширеним є розділення проблемних ситуацій по характеру змістовної сторони суперечностей на чотири типи, які, на думку М.І. Махмутова, є загальними для всіх учбових предметів:
1. Недостатність колишніх знань що вчаться для пояснення нового факту, колишніх умінь для вирішення нового завдання;
2. Необхідність використовувати раніше засвоєні знання і (або) уміння, навики в принципово нових практичних умовах;
3. Наявність суперечності між теоретично можливим шляхом рішення задачі і практичної нездійсненності вибраного способу;
4. Наявність суперечності між практично досягнутим результатом виконання учбового завдання і відсутністю у знань, що вчаться, для його теоретичного обґрунтування.
Джон Дьюї, що вважається основоположником американської педагогіки і одним з ідеологів популяризації проблемного навчання, пропонував різні способи створення проблемних ситуацій: підведення дітей до суперечності і пропозиція їм самим знайти рішення; зіткнення суперечності практичної діяльності; виклад різних точок зору на одне і те ж питання; пропозиція розглянути явище з різних позицій; спонука робити порівняння, узагальнення, виводи.