Між процесом навчання і процесом наукового пізнання існують і певні відмінності. Передусім на всіх рівнях навчання об'єктивно не відкриваються нові знання. Учні засвоюють уже пізнані істини. Водночас відбувається дослідження об'єкта пізнання. Під час засвоєння знань сам об'єкт може бути представлений наочним або словесним зображенням. Важливо те, що на пізнання певних явищ чи процесів людство витратило десятки й сотні років, а учень під час навчання засвоює такі знання впродовж року. Якщо у процесі пізнання здобуваються тільки нові знання, то навчання, крім засвоєння цих знань, передбачає формування вмінь і навичок. Зрештою, практика у пізнанні є критерієм істини, в той час як у навчанні перевіряти істинність знання нема потреби. Тут практика допомагає краще зрозуміти й засвоїти навчальний матеріал.
У школі важливо й необхідно домагатися того, щоб учні навчилися свідомо користуватися формами і прийомами пізнавальної діяльності, могли правильно застосовувати наукові принципи й методи у поясненні явищ природи, суспільства та духовного світу людини. За таких умов процес навчання формуватиме в учнів основи наукового мислення.
У навчальному процесі знаходять вияв відомі положення філософії про взаємозв'язок і взаємозалежність, єдність і боротьбу протилежностей, заперечення заперечення, перехід кількісних змін у якісні.
Рушійними силами навчального процесу є його суперечності: між зростаючими вимогами суспільства до процесу навчання і загальним станом цього процесу, який потребує постійного вдосконалення; між досягнутим учнями рівнем знань, умінь та навичок і знаннями, вміннями й навичками, необхідними для розв'язання поставлених перед ними нових завдань; між фронтальним викладом матеріалу й індивідуальним характером його засвоєння; між розумінням матеріалу вчителем і учнями; між теоретичними знаннями й уміннями використовувати їх на практиці та ін. Мистецтво вчителя полягає у з'ясуванні й використанні цих суперечностей для активізації пізнавальної діяльності учнів.
Навчальний процес як складова частина загального процесу виховання всебічно розвиненої особистості, що відповідає потребам сучасного суспільства, повинен забезпечити виконання цього завдання реалізацією трьох функцій: освітньої, розвиваючої та виховної.
Освітня функція
Покликана забезпечити засвоєння учнями системи наукових знань, формування вмінь і навичок.
Знання — узагальнений досвід людства, що відображає різні галузі дійсності у вигляді фактів, правил, висновків, закономірностей, ідей, теорій, якими володіє наука.
Знання є головним компонентом освіти. Виділяють такі види знань: основні терміни і поняття, без яких неможливо зрозуміти жодного тексту, жодного висловлювання; факти щоденної дійсності та наукові факти, без знання яких неможливо зрозуміти закони науки, формувати переконання, доводити і обстоювати ідеї; основні закони науки, що розкривають зв'язки й відношення між різними об'єктами та явищами дійсності; теорії, що містять систему наукових знань про певну сукупність об'єктів, методи пояснення та передбачення явищ певної предметної галузі; знання про способи діяльності, методи пізнання й історії здобуття знань (методологічні знання); знання про норми ставлення до різних явищ життя (оцінні знання).
Розглянуті види знань поділяють на теоретичні й фактичні.
Теоретичні знання — поняття, системи понять, абстракції, теорії, гіпотези, закони, методи науки.
Фактичні знання — одиничні поняття (знаки, цифри, букви, географічні назви, історичні особи, події).
Серед знань, що мають засвоїти учні у процесі навчання, особлива роль належить тим, які виражають способи діяльності і використовуються на практиці. Вони мають алгоритмічний характер (наприклад, знання про способи і порядок виконання арифметичних дій). У навчальних предметах вони оформлені у вигляді правил.
Освітня функція навчання повинна забезпечити: повноту знань, яка визначається засвоєнням передбачених навчальною програмою відомостей з кожної навчальної дисципліни, необхідних для розуміння основних ідей, істотних причинно-наслідкових зв'язків; системність знань, їх упорядкованість, щоб будь-яке знання випливало з попереднього і прокладало шлях для наступного; усвідомленість знань, Що полягає в розумінні зв'язків між ними, прагненні самостійно постійно поповнювати їх; дієвість знань, що передбачає вміння оперувати ними, швидко знаходити варіативні способи застосування їх із зміною ситуації.
Окрім засвоєння системи знань, освітня функція забезпечує формування в учнів умінь та навичок.
Уміння — здатність на належному рівні виконувати певні дії, заснована на доцільному використанні людиною знань І навичок.
Навичка — психічне новоутворення, завдяки якому Індивід спроможний виконувати певну дію раціонально, точно І швидко, без зайвих затрат фізичної та нервово-психічної енергії.
У педагогічній літературі розглядають первинні та вторинні вміння.
Первинні вміння — неавтоматизовані дії, підпорядковані певному правилу; це може бути неавтоматизована навичка (початкова стадія її становлення), а може бути й дія, в повній автоматизації якої нема потреби. Особливість первинних умінь у тому, що вони близькі до навичок, піддаються автоматизації.
Вторинні вміння — дії, які принципово не можуть бути автоматизовані, тому що не мають однозначного правила в своїй основі й передбачають елементи творчості; ці вміння включають навички, але не зводяться до них. У навчальному процесі вони підлягають повній автоматизації і входять як автоматизовані компоненти до складних вторинних умінь. Наприклад, написання літер стає навичкою, без якої не можливо набути вміння викладати свої думки на письмі. Під час оволодіння грамотою написання літер є первинним умінням, пізніше воно перетворюється на навичку. Друге первинне вміння — узгодження слів — може стати навичкою, але може залишитися і первинним умінням.
Розрізняють уміння і навички теоретичні (в їх основі — правила оперування поняттями, вони є результатом аналізу-синтезу) і практичні (дії, що регулюються за допомогою формул, моделей, зразків).
В. Сухомлинський вважав, що кожний учень за роки навчання у середній школі повинен обов'язково оволодіти такими загальнонавчальними вміннями: 1) спостерігати явища навколишнього світу; 2) думати — зіставляти, порівнювати, протиставляти, знаходити незрозуміле, дивуватися; 3) висловлювати міркування про те, що учень бачить, спостерігає, робить, думає; 4) вільно, виразно, свідомо читати; 5) вільно, досить швидко і правильно писати; 6) виділяти у прочитаному логічно завершені частини, встановлювати взаємозв'язок і взаємозалежність між ними; 7) знаходити книжку з питання, що цікавить; 8) знаходити в книжці матеріал, що цікавить; 9) робити попередній логічний аналіз тексту в процесі читання; 10) слухати вчителя і водночас стисло занотовувати зміст його розповіді; 11) читати текст і водночас слухати інструктаж учителя щодо роботи над текстом, над логічними складовими частинами; 12) написати твір — розповісти про бачене навколо себе.
Розвиваюча функція
Передбачає розвиток учнів у процесі навчання. Розвиваюче навчання сприяє розвиткові мислення, формуванню волі, емоційно-почуттєвої сфери; навчальних інтересів, мотивів і здібностей.
Передусім слід розвивати мислення учнів на основі загальних розумових дій і операцій. Учні загальноосвітньої школи (неповної та повної) мають навчитися: структурування — встановлення найближчих зв'язків між поняттями, реченнями, ключовими словами тощо, у процесі якого визначається структура знань; систематизації — встановлення віддалених зв'язків між поняттями, реченнями тощо, в процесі якої вони організуються в певну систему; конкретизації — практичного застосування знань у ситуаціях, пов'язаних з переходом від абстрактного до конкретного; варіювання — зміни неістотних ознак понять, їх властивостей, фактів тощо при постійних істотних; доведення — логічного розмірковування; робити висновки — поступово спрощувати теоретичний або практичний вираз з метою отримання наперед відомого його виду; пояснення — акцентування думки на найважливіших моментах (зв'язках) під час вивчення навчального матеріалу; класифікації — розподілу понять на взаємопов'язані класи за істотними ознаками; аналізу — виокремлення ознак, властивостей, відношень понять, знаходження спільних і відмінних їх властивостей; синтезу — поєднання, складання частин (дія, зворотна аналізу); порівняння — виділення окремих ознак понять, знаходження спільних і відмінних їх властивостей; абстрагування — виділення істотних ознак понять відкиданням неістотних; узагальнення — виділення ознак, властивостей, істотних для кількох понять.
Під час навчального процесу вчитель сприяє розвиткові в учнів волі та наполегливості (обмірковує проблемні ситуації, завдання, теми дискусій тощо); розвиває їхні емоції — здивування, радість, цікавість, парадоксальність, переживання (продумує, коли і як створити необхідні ситуації).
Виховна функція
Виховний характер навчання — об'єктивна закономірність, що виявлялася в усі епохи. Водночас виховуючий характер навчання — важлива функція діяльності вчителя, який виховує підростаюче покоління насамперед у процесі навчання. Зрозуміло, що процес навчання передусім сприяє формуванню наукового світогляду учнів на основі засвоєння системи наукових знань про природу, суспільство і людину, вихованню відповідного ставлення до життя і до самих себе.