Методологической основой методики обучения физике являются марксистско - ленинская философия и марксистско-ленинское учение об обучении и воспитании подрастающего поколения. Анализ задач методики физики указывает как на тесную связь ее с физикой и дидактикой, так и на существенные отличия от них.
Физика как наука о самых простых и самых общих свойствах и законах движения материи не ставит и не решает проблем преподавания открытых ею законов природы, у нее иной, чем у методики, объект изучения, другие методы исследования; таким образом, есть существенные различия между познанием природы и учебным познанием — процессом передачи уже добытых знаний подрастающему поколению.
Физика — неисчерпаемая сокровищница человеческих знаний о природе, которая постоянно обогащается. Достаточно вспомнить, что в начале 70-х годов нашего столетия в физике ежедневно совершалось в среднем около трех открытий разного рода. В школьном же курсе может быть отражена лишь небольшая часть этих знаний. В самой науке нет указаний на принципы отбора содержания обучения. Методика физики разрабатывает такого рода критерии: содержание обучения должно быть доступно для учащихся разных возрастных категорий, составлять систему физических знаний, которая дает представление о современной физике и одновременно составляет основу для развития мышления учащихся, формирования у них научного мировоззрения и развития их творческих способностей, выработки ряда умений и навыков, необходимых и важных для повседневной практики и дальнейшего обучения.
Научно обоснованные отбор и систематизация физических знаний могут быть выполнены лишь при глубоком анализе логики науки (физики), истории ее развития, а также принципов дидактики данных возрастной физиологии и педагогической психологии. Вместе с тем такая задача не свойственна ни одной из этих отдельно взятых наук; она может быть решена лишь методикой обучения физике, которая определенным образом синтезирует основные принципы этих наук. Так, в конце 60-х — начале 70-х годов нашего столетия на основе теоретического анализа физического содержания учебного материала, дидактических принципов и данных психологии советскими методистами-физиками было определено, что в современном школьном курсе нерационально разделять физику на классическую и новую, они должны составлять единое целое.
В школе преподавание должно быть неразрывно связано с воспитанием, повышением общего культурного и образовательного уровня учащихся, развитием их творческих способностей. Поэтому при обучении физике широко используется воспитательное влияние как содержания, так и методологии науки. Содержание, методы и история физики в руках учителя служат могучим средством развития интеллектуальных и нравственных сил и качеств подрастающего поколения. Такое использование содержания науки выполняется не физикой, а методикой ее преподавания.
Необходимым (но недостаточным) условием обучения физике является глубокое знание учителем своего предмета. Такое же необходимое условие успешного преподавания физики — знание и использование учителем в повседневной практике наиболее эффективных методов и приемов обучения. Этими знаниями вооружает учителя тоже методика физики, которая призвана создать не только теорию учебно-воспитательного процесса, но и педагогическую «технологию», обеспечивающую осуществление этого процесса с наибольшей результативностью.
Кроме физики и педагогики с методикой преподавания тесно связаны педагогическая психология, физиология человека, некоторые технические науки, логика» Педагогическая психология раскрывает закономерности психической деятельности учащихся в процессе обучения, показывает, как они воспринимают внешний мир, мыслят, овладевают знаниями, умениями и навыками, как формируются у них интересы и наклонности. Ее данные учитываются как при построении курса физики, так и при выборе методов для каждого этапа обучения, при определении места и соотношений эксперимента, теории и др. Физиология, в частности учение Павлова о высшей нервной деятельности человека, позволяет правильно строить учебный процесс по физике, учитывая особенности детского организма. На основе законов логики в методике преподавания физики разрабатываются рекомендации относительно определений (дефиниций) и классификации понятий, форм суждений о явлениях природы, вопросы развития логического мышления учащихся. Некоторые сведения из ряда технических наук — машиноведения, теплотехники, электро- и радиотехники, электроники, приборостроения — используются в преподавании для осуществления задач политехнического образования, а также при конструировании учебных приборов и оборудования.