Ф. Кисельов [28], Н. Коваль [30], Л. Нарочна [36], Р. Петросова [40]розрізняють за тривалістю проведення спостереження: короткочасні і довготривалі . Короткочасними спостереження потребують незначного часу на уроці, або під час виконання домашніх завдань. Метою цього виду спостереження є сприймання ознак, властивостей конкретних об'єктів. Довготривалі спостереження проводять позаурочно. Об'єктом їх виступають процеси, явища, події, які розвиваються, змінюються протягом певного часу. До цієї групи належать спостереження за і умовами життя рослин, за впливом різних умов існування на ріст і розвиток рослин, за змінами, які відбуваються з конкретними об'єктами природи протягом різних пір року і т. п [3].
За формою організації навчально-пізнавальної діяльності учнів спостереження класифікуються на фронтальні, групові, індивідуальні.
Фронтальні спостереження здійснюються усім класом за однаковим завданням під керівництвом учителя. За допомогою бесіди діти спонукають ся до актуалізації опорних знань і умінь, осмислення і конкретизації опорних знань і умінь, осмислення і конкретизація об'єкта та цілей спостереження, визначення його завдань і побудови плану. Кожне завдання перед розв'язанням повторюється вчителем, або учнем ("За чим будете спостерігати?... Далі спостерігайте за..." і ін.). Це сприяє цілеспрямованості спостереження, а обговорення його результатів забезпечує проміжний контроль і коригування. Крім того, словесне вираження наслідків сприймання вголос одним учнем, а про себе - іншими дає змогу усвідомити їх зміст, зіставити свій результат з результатом однокласників. За потреби, придивитись, прислухатись. Звернути увагу на окремі деталі. Загальний висновок за такими спостереженнями формулюється учителем (якщо складний) і повторюється учнями або робиться школярами самостійно.
Групові спостереження. Завдання виконуються групами по 2-4 учні. Групи можуть складатися як з учнів з однаковими ("сильні", "середні", "слабкі"), так і різним рівнем підготовки. Обов'язковим при створенні групи є врахування інтересів учнів та взаємин між собою.
Індивідуальні спостереження виконуються кожним учнем самостійно. В основному вони ведуться під час виконання домашньої роботи. В індивідуальних завданнях найповніше враховуються індивідуальні особливості, рівень розвитку і підготовки, пізнавальні інтереси школярів, це досягається різними шляхами. Наприклад, може бути однаковою ціль, але об'єкт спостереження вибирається кожною дитиною самостійно. Або завдання однакове за змістом, а міра допомоги для окремих учнів різна тощо [20; 31].
У процесі навчання спостереження за місцем використання Т. Байбара виділяє спостереження: випереджувальні, опорні і розширювальні [3].
Випереджувальні спостереження організовуються до засвоєння нових знань. їх результати є чуттєвою основою для формування уявлень у наступних темах. Цей вид спостереження застосовується до тих об'єктів, які неможливо сприймати безпосередньо на уроці, або вони потребують тривалого часу. Наприклад, за станом різних груп рослин в ту і чи іншу пору року (3 клас), за умовами проростання насіння (3 клас). Випереджувальні спостереження ведуться учнями в позаурочний час з учителем чи самостійно. Вони виступають основним методом на вступному уроці-екскурсії до певного розділу.
Опорні спостереження організовуються учителем у процесі засвоєння нових знань (уявлень, понять, встановлення залежностей та ін.). Фронтальна форма організації пізнавальної діяльності школярів є домінуючою у процесі їх здійснення.
Розширювальні спостереження застосовуються після засвоєння теоретичних знань. Вони потрібні для їх конкретизації, розширення і поглиблення сформованих елементів змісту. Такі спостереження носять дедуктивний характер, тобто спочатку актуалізуються з метою засвоєння емпіричних знань. Які його пояснюють, деталізують, конкретизують, доводять правильність та ін. Цей вид використовується на підсумкових уроках-екскурсіях, у домашніх роботах і може здійснюватися індивідуально, групами і фронтально [3].
За характером пізнавальної діяльності учнів спостереження бувають репродуктивними і творчими. Репродуктивні спостереження спрямовані на сприймання та відтворення зовнішніх ознак, властивостей, частин явищ і предметів (форми, кольору, розмірів та ін.) та зовнішніх зв’язків. Творчі спостереження є способом розв'язання проблем.
Проблеми вирішуються учнями початкових класів під і керівництвом учителя чи повністю самостійно за аналогією. Т. Князєва [29]., Н. Коваль [31], О. Савченко [47]у своїх працях зазначають, що виконання проблемних завдань може бути організоване різними методами: евристичним і дослідницьким. У зв'язку з цим можна розрізняти евристичне і дослідницьке спостереження. Але під час евристичного спостереження проблема розв'язується учнями у співробітництві х вчителем, а під час дослідницького - самостійно, під опосередкованим керівництвом учителя.
Проте, як стверджують Т. Байбара [2; 5], О. Біда [9], П. Мазур [34], Г. Пустовіт [43], З. Редзинець [44] та ін. не всі ознаки предметів та явищ безпосередньо сприймаються. Окремі з них, а саме якісні характеристики, виявляються за допомогою приладів, а інші – під час зміни предмета, явища або умов існування. У зв’язку з цим пізнання рослин, крім спостережень вимагає проведення дослідів і практичних робіт.
При використанні практичних методів навчання учні переважно набувають знань у процесі практичної роботи, проведення експерименту (розв’язання питання за допомогою досліду); виконання самостійних завдань під час екскурсії тощо.
О. Біда, В. Пакулова та ін. методисти, стверджують, що дослід – це спосіб вивчення об’єктів чи процесів природи в спеціально створених штучних умовах і визначення з комплексу зовнішніх впливів на об'єкт чи процес лише одного, наперед визначеного фактора.
Якщо у процесі спостереження сприймаються тільки зовнішні ознаки й властивості предметів та явищ, то за допомогою дослідів відбувається більш глибоке пізнання. Дослід дає змогу відтворити явище або процес у спеціально створених умовах, простежити за його ходом, побачити ті ознаки, які у природі сприйняти безпосередньо неможливо.
Згідно досліджень Т. Байбари [2], дослід як метод пізнання, вид пізнавальної діяльності суб’єкта, включає такі структурні компоненти:
1. Осмислення власне предметних цілей досліду. Актуалізація знань про об’єкт, з яким проводиться дослід.
2. Планування досліду: а) визначення практичних дій, їх послідовності; б) вибір обладнання (приладів і матеріалів).
3. Виконання досліду: а) виконання практичних дій у необхідній послідовності; б) цілеспрямоване спостереження за об’єктом (змінами, які відбуваються, результатами змін) під час досліду; в) усвідомлення результатів спостереження; г)самоконтроль за процесом досліду.
4. Осмислення результатів досліду: а) узагальнення фактів; б) установлення взаємозв’язків; в) фіксація наслідків досліду (усно, письмово, графічно).
5. Закріплення результатів проведення досліду: знання цілей, власне предметних результатів, способів практичних і перцептивних дій і їх необхідній послідовності, приладів і матеріалів для виконання досліду та відповідних умінь.
Зазначимо, що мета досліду досягається в результаті спостереження і осмислення наслідків практичних дій з об’єктом. Отже, практичні дії виступають необхідною умовою отримання знань про об’єкт. Без оволодіння ними суб’єкт не може виконати дослід.
Досліди в навчальному процесі можуть виконувати дві функції – демостраційно-ілюстративну і дослідницьку. В першому випадку вони виступають, як правило, засобом закріплення раніше засвоєних учнями знань, умінь і навичок. В іншому разі досліди виступають засобом здобуття нових знань учнями. Це – дослідницька функція.
Досліди можуть ілюструвати всі три ступені пізнавального процесу – бути джерелом живого споглядання, підставою для абстрактного мислення і критерієм істинності суджень учителя і учнів, що висловлюються на уроках. І дійсно, дослід визначає зв’язок між явищами. Кожний навчальний дослід (експеримент) дозволяє встановлювати причинно-наслідкові зв’язки між об’єктами і явищами. Він є основою в пізнанні і критерієм істинності одержаних результатів.
Необхідність проведення дослідів у початкових класах зумовлена насамперед тим, що діти мають недостатній чуттєвий досвід, а більшість природознавчих уявлень і елементарних понять формується тільки на його основі. Так, щоб з’ясувати, яке значення води для життя рослин, проводиться дослід: одну рослину поливають, а іншу – тимчасово ні. Спостереження ведеться за кольором листя, стебла (якісні ознаки), вимірюється висота рослина під час досліду (кількісна ознака), порівнюються відповідні характеристики обох рослин. Відмінність пояснюється відсутністю води, тобто визначається умова росту рослин. За допомогою дослідів визначаються і наслідки, до яких призводить зміна умов існування об’єкта (наприклад, зміна умов життя рослини: кількості світла, тепла, води та ін.), а також причини, тобто умови, за яких виникає відомий наслідок.
Під час навчання досліди необхідні і в тих випадках, коли процес у природі триває довго, і діти не можуть спостерігати за ним від початку до кінця, або виникає потреба в детальному вивченні чи загострені уваги дітей на частині такого процесу.
Проведення дослідів має велике навчальне і виховне значення. Вони дають можливість виховувати в дітей дослідницький підхід у здобуванні знань, збуджувати в них інтерес до природи. Учні набувають умінь і навичок користуватися нескладним лабораторним обладнанням, а головне – спостерігати явища, розкривати причини, які викликали їхню зміну. Мислення учнів спрямовується на аналіз і синтез. Під керівництвом вчителя вони вчаться виділяти в предметів істотні ознаки, встановлювати між ними подібність, узагальнювати, робити висновки. Постановка досліду збуджує інтерес учнів, розвиває їх спостережливість і мислення.