Как свидетельствуют исследования психологов (Л.С.Выготский, С.Л.Рубинштейн, Д.Б.Эльконин), сознание учащихся развивается в направлении все большего охвата знаний, интеграции их и уплотнения – образования понятий все большей емкости. «Развитый ум обладает теоретическим мышлением, имеющим своим содержанием область объективно взаимосвязанных явлений, составляющих целостную систему. Без нее и вне ее эти явления могут быть объектом лишь эмпирического рассмотрения» (Давыдов, 1986. С.108). Однако мы, в отличие от В.В.Давыдова, не склонны противопоставлять эмпирическое и теоретическое в образовании и усвоении знаний независимо от того, что лежит в основе этого противопоставления: содержание формирующегося понятия или его генез (происхождение). По В.В.Давыдову, формирование научного понятия и теоретического обобщения начинается сразу с выделения принципиально важного, сущностного отношения в изучаемом явлении. Оно и становится «клеточкой» квазиисследования. При этом этапы образования синкретических единств, поликомплексов и предпонятий ребенок минует в специально организованном учебном процессе. В.В.Рубцов рассматривает процесс образования понятий в более широком теоретическом контексте; а в генетическом плане как систему взаимопереходов «вещь – имя – понятие – идея» и исходит из того, что идея вещи так же реально существует, как и сама вещь. «В рамках такого рассуждения становится очевидным, что разрыв между эмпирическим и научным понятием, на котором строится концепция противопоставления теоретического и эмпирического знания, скорее не качественный, а количественный, ибо и то и другое есть лишь этапы целостного процесса становления и взаимопроникновения хода вещей и хода идей» (Рубцов, 2000. С.71). Заметим однако, что на каждом из этих этапов понятие и знание в целом характеризуется и качественным своеобразием.

В традиционном преподавании физики принято считать, что на первой его ступени, в VII–VIII классах, обучение должно носить эмпирический характер и строиться на основе восхождения от частного к общему, а процесс истинной систематизации знаний, обобщения и придания им целостности возможен только в старшей школе. Но наблюдения показывают, что, проявляя интерес к физике на первой ступени обучения, учащиеся теряют его уже в IX классе. Может быть, это происходит потому, что развивая любознательность как первую ступень развития познавательного интереса, мы забываем, что истинный познавательный интерес возникает только на основе самостоятельного решения правильно поставленных проблем и развития теоретического мышления в согласии с возрастными возможностями ребенка. Когда же начинать формирование естественнонаучной картины мира? В методической литературе рекомендуется делать это на второй ступени обучения физике на базе изученных физических теорий, т. е. индуктивным путем, от частного к общему.

Мы же считаем, что первой стадией теоретического исследования мира природы должно стать построение его естественнонаучной картины – она предшествует построению теории. Систематизация знаний о природе в процессе формирования естественнонаучного миропонимания должна проводиться дедуктивно-индуктивным путем: от фактов и наблюдений через эмпирические зависимости (самые «низкие» аксиомы, которые мало отличаются от непосредственного опыта) к частным, специфическим законам, к их системам, все время подготавливая открытие ребенком знания о фундаментальных закономерностях природы. Первоначально, на интуитивно-эмпирическом уровне это знание существует в форме «предпонимания целого» – основы для включения частных закономерностей в единую систему знаний о природе. Иначе говоря, это движение мысли от общего (как предпонимания целого) через частное (дифференциацию) к системному (интеграционному единству). Такой подход мы называем дифференциально-интеграционным, основанным на всеобщем принципе системной дифференциации.