Zastosowanie tej metody daje możliwość osiągania wielorakich celów edukacyjnych. Pozawala na opanowanie wiadomości, rozwija u dziecka zdolności i umiejętności poznawcze i badawcze, przyczynia się do rozwoju zainteresowań przedmiotowych, twórczej aktywności, postawy badawczej, rozwija samodzielność działania. Poznawanie przez dziecko otaczającej rzeczywistości przyrodniczej i społecznej na zajęciach dydaktycznych poprzez rozwiązywanie problemów wpływa także wydajnie na rozumienie jej funkcjonowania i trwałość opanowanej wiedzy.
Szczególną rolę w procesie poznawania przez dziecko przyrody poprzez badanie odgrywa eksperyment przyrodniczy. Pierwszą jego fazą jest obserwacja, drugą doświadczenie przyrodnicze. Zarówno obserwacja, jak i doświadczenie stanowić mogą samodzielne metody zdobywania wiedzy przyrodniczej przez dziecko lub być traktowane jako część empiryczna metody problemowej. Zarówno obserwacje mimowolne, jak i ukierunkowane powinny mieć miejsce podczas wszystkich form bezpośredniego lub pośredniego kontaktu z pojedynczymi okazami i kompleksami zbiorów obiektów przyrodniczych, podobnie jak doświadczenia realizowane w postaci pokazu (demonstracji) lub samodzielnych czynności jednostkowych albo zespołowych dzieci w warunkach naturalnych (np. w lesie, nad rzeką) lub zbliżonych do nich (np. w kąciku przyrody). Stanowią bowiem najbardziej skuteczną metodę poznawania poprzez odkrywanie i działanie.
Metodyczna wartość obserwacji dla edukacji środowiskowej jest spełniona wówczas, gdy stanowi planowe, świadome, przygotowane i kierowane przez nauczyciela spostrzeganie przedmiotów, zjawisk i procesów przyrodniczych przez ucznia w niezmienionych warunkach. Obserwacja dostarcza informacji o obiektach, zjawiskach i procesach przyrodniczych, czyli decyduje o powstawaniu w umyśle ucznia wiedzy o tych zjawiskach. Stąd kształtowanie umiejętności obserwacji u dzieci jest ważnym postulatem dydaktycznym. Spostrzeganie obiektów i zjawisk przyrodniczych może się odbywać zarówno w naturze (np. w lesie, w parku itp.), jak i w pracowni lub w izbie lekcyjnej (np. obserwacja okazów, modeli, obrazów, przyrządów itp.). Spostrzeżeń dokonują uczniowie. Nauczyciel stwarza warunki do spostrzegania. Kieruje obserwacją uczniów poprzez szereg umiejętnie dobranych pytań, pomaga w rejestracji i interpretacji wyników obserwacji. Obserwacja obiektów, zjawisk i procesów może być bezpośrednia, dokonywana za pomocą receptorów zmysłów człowieka, lub pośrednia przy użyciu aparatury (np. uczniowie oglądają liść określonej rośliny gołym okiem lub pod lupą, wówczas zwiększa się liczba szczegółów budowy tkanki roślinnej). Może być regularna, długotrwała lub dorywcza (długotrwała i wielokrotna winna być np. obserwacja pogody), krótkotrwała czy
102