Засвоєння знань з фізики неможливе без засвоєння методів наукового пізнання. Йдеться про методологічні знання й пізнавальні уміння, що виявляються у виконанні прийомів наукового пізнання і відповідних розумових дій. Предметом методологічних знань є загальнонаукові методи теоретичного пізнання: аналогії, моделювання, ідеалізація, формалізація, аналіз, синтез, індукція, дедукція, абстрагування та інші.
Однією з актуальних проблем у цьому контексті є формування методологічних знань і відповідних умінь як засобу і результату розв’язування задач.
З розвитком науки і техніки стає зрозуміло, що науковий, культурний, соціальний і технічний прогрес потребує більшої кількості підготовлених, творчих людей. Сьогодні недостатньо отримати лише знання. Ще важливо навчитися користуватися ними. Знання та вміння, взаємопов’язані з ціннісними орієнтирами, формують життєві компетентності, а саме: динамічну комбінацію знань, способів мислення, поглядів, цінностей, навичок, умінь, інших особистих якостей, що визначає здатність особи успішно провадити професійну або подальшу навчальну діяльність. Уміння застосовувати прості математичні моделі для вирішення прикладних завдань у різних сферах діяльності.