Проблемне навчання — це така організація процесу навчання, сутність якої полягає в утворенні в навчальному процесі проблемних ситуацій, вирізненні та вирішенні студентами проблем.

Сучасна вища освіта вбачає головним своїм завданням «озброєння» майбутніх фахівців методологією творчого перетворення світу. Процес творчості охоплює насамперед відкриття нового: нових об’єктів, знань, проблем і методів розв’язання цих проблем. У зв’язку з цим проблемне навчання як творчий процес є процесом розв’язання нестандартних науково-навчальних завдань нестандартними методами.

Історичні витоки проблемного навчання почали складатися як антипод догматичному навчанню. Догматичне навчання стало домінувати як тільки досвід людства закріпився у знаннях, текстах, що відображали готові результати розумової та практичної діяльності. Фетишизм слова (спочатку усного, а потім письмового), особливо в епоху поділу розумової та фізичної праці, призвів до того, що у більшості випадків слово «навчатися» чомусь стало ототожнюватися з виучуванням канонічного тексту, в якому всі проблеми були розв’язані раз і назавжди.

Водночас завжди були люди, які відкидали догматичні знання і застосовували елементи того, що сьогодні називають проблемним навчанням — евристичні бесіди Сократа, діалогів Галілея, педагогіка Ж.-Ж. Руссо. Проблемні, парадоксальні діалоги були найулюбленішим жанром епохи Просвітництва (ХУШ ст.) і т. ін. Ще А. Дістервег зазначав, що поганий вчитель підносить учням істину, а хороший вчить її знаходити.

Сутність поняття проблеми як категорії логіки полягає в тому, що в науковому досліджені вона відображає діалектичні суперечності у пізнаванному об’єкті, а як категорія психологічна віддзеркалює суперечності у процесі пізнання об’єкта суб’єктом. При цьому одна й та ж проблема може не усвідомлюватися певною групою людей на конкретному етапі розвитку суспільства або відчуватися як певна невиразна суперечність.

Проблемна ситуація в навчанні — це пізнавальна трудність, для подолання якої студенти мають здобути нові знання або докласти інтелектуальних зусиль. Проблемна ситуація, що усвідомлюється та приймається студентами до розв’язання, перетворюється у проблему.

Проблема, в якій зазначено параметри та умови розв’язання, переходить у проблемну задачу чи проблемне завдання.

Проблемні завдання принципово відрізняються від тренувальних. Мета останніх — не пошук нового способу розв’язання, а закріплення відомого студентам методу. Тому проблемним можна назвати навчання розв’язання нестандартних завдань, у ході якого студенти засвоюють нові знання, здобувають нові уміння та навички.

Проблемне навчання вимагає широкого застосування проблемних методів навчання.

Натрапляючи на нову, незрозумілу, проблему людське мислення відбувається за схемою: висунення гіпотез, обґрунтовування та перевірка їх, що є необхідною складовою саме творчого мислення. Змістовний аспект проблемного навчання відображає об’єктивні суперечності, що закономірно виникають у процесі наукового знання, навчальної чи будь-якої іншої діяльності. Ці суперечності й становлять джерело руху та розвитку в будь-якій сфері.

Особливістю проблемного навчання є також те, що воно змінює мотивацію пізнавальної діяльності: провідними стають пізнавально-спонукальні (інтелектуальні) мотиви. Інтерес до навчання виникає у зв’язку з проблемою і розгортається у процесі розумової праці, пов’язаної з пошуками та знаходженням рішення проблемного завдання або сукупності завдань. На цих засадах виникає внутрішня зацікавленість, що перетворюється у чинник активізації навчального процесу та ефективності навчання. Пізнавальна мотивація спонукає людину розвивати свої схильності та можливості.

Натомість формування мотивів — лише одне із завдань проблемного навчання, успішність якого визначається логікою та змістом діяльності студентів. У процесі розв’язання нестандартних завдань формується спеціальне мислення, яке, на думку С. Рубінштейна, «включається» лише для розв’язання цих завдань.

У вищій школі розрізняють чотири основні форми проблемного навчання:

1. Проблемний виклад навчального матеріалу в монологічному режимі лекції чи діалогічному режимі семінару.
2. Проблемний виклад навчального матеріалу на лекції, коли викладач ставить проблемні питання, висуває проблемні завдання і сам їх вирішує, при цьому студенти лише уявно підключаються до пошуку рішення.
3. Частково-пошукова діяльність у процесі виконання експерименту, лабораторних робіт, під час проблемних семінарів, евристичних бесід. Викладач заздалегідь визначає проблему, вирішення якої спирається на ту базу знань, яку повинні мати студенти, тобто питання повинні викликати інтелектуальні утруднення у студентів і потребують цілеспрямованого мисленнєвого пошуку.
4. Самостійна дослідна діяльність, коли студенти самостійно формулюють проблему та розв’язують її (в курсовій чи дипломній роботі) з подальшим контролем викладача.