Методи цієї групи, насамперед, характеризують логіку руху змісту навчального матеріалу - від конкретного до загального, від загального до конкретного, за аналогією. В залежності від того, в якій логіці побудований зміст, виділяють індуктивний, дедуктивний, град ушивний, аналітичний і синтетичний методи навчання. До цієї групи належать також методи аналогії, виділення головного в навчальному матеріалі, виявлення причиново-наслідкових зв'язків, порівняння, узагальнення, конкретизація та ін.
Індуктивний метод забезпечує перехід від одиничного до загального в пізнавальному процесі. Він використовується в основному на емпіричному рівні пізнання (вивчення одиничних предметів і явищ), тоді, коли матеріал має фактичний характер чи пов'язаний з формуванням понять. Індуктивний метод застосовується під час вивчення технічних механізмів і виконання практичних завдань. Цей метод часто використовують для розв'язання математичних і фізичних задач. "Вузькі" місця методу - великі витрати часу на вивчення нового матеріалу, недостатній розвиток абстрактного мислення (його формування здійснюється на основі вивчення конкретних фактів, дослідних даних), перевантаження учнів фактичним матеріалом.
При використанні індуктивного методу навчання діяльність учителя в умовах пояснювально-ілюстративного навчання здійснюється таким чином: викладає і пояснює факти, наводить конкретні приклади, використовуючи наочність, підводить учнів до узагальнення у вигляді нового поняття, правила, чи закону.
Діяльність учителя в умовах проблемного навчання передбачає постановку проблемних завдань, які вимагають самостійних міркувань від окремих положень до загальних висновків.
При використанні індуктивного методу навчання діяльність учнів в умовах пояснювально-ілюстративного навчання здійснюється таким чином: розв'язують задачі, виконують вправи, а потім здійснюють узагальнення, формулюють закони і висновки.
Діяльність учнів в умовах проблемного навчання передбачає сприйняття загальних положень, законів з наступним розв'язуванням прикладів, задач, виконанням вправ.
Дедуктивний метод функціонує в логіці від загального до конкретного. Вчитель спочатку повідомляє загальне положення, формулу, закон, а потім поступово починає вирішувати конкретні завдання. Учні сприймають загальні положення чи закони з наступним засвоєнням їх наслідків.
Дедуктивний метод сприяє більш швидкому проходженню навчального матеріалу, активно розвиває абстрактне мислення. Цей метод корисно використовувати при вивченні теоретичного матеріалу. Проте дедуктивний метод утруднює постановку проблемних завдань, не націлює на розв'язана суперечностей, в деякій ступені схематизує навчальний процес, догматизує знання. При використанні індуктивного чи дедуктивного методів застосовуються раніше охарактеризовані словесні, наочні і практичні методи, а також репродуктивні чи проблемно-пошукові. При цьому зміст навчального матеріалу розкривається певним логічним шляхом: індуктивно чи дедуктивно. Тому можна говорити про індуктивну чи дедуктивну бесіду, про репродуктивну чи пошукову практичну роботу топ». Ефективне застосування індукції і дедукції забезпечується їх взаємодією. Тому часто використовують термін індуктивно-дедуктивний (дедуктнвно-індуктивний) метод.
Традуктивний метод передбачає рух від окремого до окремого через його порівняння за ознаками подібності (аналогія) чи відмінності. Характеризуючи цей метод з позицій діяльності вчителя й учнів, необхідно зазначити, що аналогія не може самостійно існувати. Тільки в єдності з іншими логічними методами (аналіз, синтез, індукція, дедукція) вона сприяє реалізації завдань навчання.
Дедукція, індукція, традукція невіддільні від аналізу і синтезу, порівняння, узагальнення, конкретизації.
Аналітичний метод навчання передбачає виділення з цілого окремої частини. Він має такі компоненти: осмислене сприйняття інформації, виділення суттєвих ознак і відношень, поділ на елементи і знаходження вихідної структурної одиниці; осмислення зв'язків, їх синтез. Характеристика частини цілого здійснюється через порівняння, синтез та інші логічні методи. Аналітичний метод часто використовується на початковому (емпіричному) етапі пізнання.