Phương tiện dạy học là đối tượng vật chất giúp cho giáo viên và học sinh tổ chức có hiệu quả quá trình dạy học nhằm đạt dược mục đích dạy học. Nhờ những đối tượng vật chất này, giáo viên tiến hành tổ chức, điều khiển quá trình dạy học giúp học sinh tự tổ chức hoạt động nhận thức của mình một cách có hiệu quả.
Trong hoạt động dạy học, mục đích, nội dung, phương pháp và phương tiện dạy học luôn có mối quan hệ chặt chẽ với nhau. Thông qua các chủ thể tương ứng đó là xã hội (mục đích và nội dung dạy học; giáo viên - phương pháp dạy; học sinh - phương pháp học; giáo viên, học sinh - phương tiện dạy học). Trong các thành phân nêu trên, giáo viên giữ vai trò chủ đạo. Căn cứ vào nội dung dạy học, tình hình học sinh, các phương tiện hiện có, giáo viên lựa chọn phương pháp tác động vào học sinh nhằm đạt mục đích dạy học. Thực tế dạy học đã chứng minh rằng, quá trình nhận thức của con người đều có xuất phát thêm từ thực tiễn, từ những hình tượng trực quan mà làm tri giác được trong cuộc sống. Trực quan đóng vai trò quan trọng trong giai đoạn đầu của quá trình hình thành khái niệm. Nó là phương tiện giúp cho sự phát triển tư duy lôgic của học sinh. Vì thế, trong quá trình dạy học, việc vận dụng các phương pháp dạy học không thể tách rời việc sử dụng những phương tiện dạy học. Nó được sử dụng nhằm mục đích khắc phục những khoảng cách giữa việc tiếp thu lí thuyết và thực tiễn, làm cho hoạt động nhận thức của học sinh trở nên dễ dàng, cụ thể.
Ngày nay, với những thành tựu do khoa học kỹ thuật công nghệ mang lại, phương tiện dạy học ngày càng có vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng dạy học ở nhà trường, nó cho phép đưa vào bài học những nội dung diễn cảm và hứng thú, làm thay đổi phương pháp và hình thức tổ chức dạy học, làm thay đổi phương pháp và hình thức tổ chức dạy học, tạo ra cho quá trình dạy học một nhịp độ, phong cách và trạng thái tâm lí mới. Đây chính là một trong những đặc điểm của nhà trường hiện đại.
Tuy nhiên, cần phải luôn luôn thấy rằng, phương tiện dạy học cho dù có hiện đại đến đâu, chúng vẫn chỉ đóng vai trò là những công cụ trong sự điều khiển của giáo viên, không bao giờ chúng có thể thay thế được người giáo viên trong quá trình dạy học.
Nhận thức là phản ánh thực tiễn trong bộ não con người. Quá trình nhận thức bao gồm cả học tập và nghiên cứu. Ở cả hai mức độ này, các hình ảnh trực quan đều đóng vai trò đặc biệt. Các hình ảnh trực quan vừa thực hiện chức năng nhận thức (thông tin) và thực hiện chức năng điều khiển hoạt động của con người. Vai trò của trực quan nhận thức không chỉ là thuộc tính của sự phản ánh hiện thực khách quan trong hình
thức cảm tính cụ thể mà còn là sự tái tạo hình tượng các đối tượng hoặc hiện tượng được kiến tạo từ những nhân tố trực quan sinh động, trên cơ sở những tri thức đã tích lũy được về đối tượng hoặc hiện tượng ấy. Hoạt động trí tuệ được bắt đầu từ cảm giác, tri giác và sau đó dẫn đến tư duy. Những sự phát triển của tư duy ở mức độ nào cũng luôn chứa đựng mối liên hệ với nhận thức cảm tính. Nhờ mối liên hệ này mà tư duy trực tiếp với thế giới bên ngoài như là sự phản ánh của nó.
Học sinh khi nghiên cứu một môn học, ở mỗi em đã có sự tích lũy ban đầu về một số biểu tượng có liên quan tới đối tượng nghiên cứu, song những biểu tượng này không đồng đều ở tất cả học sinh về mức độ chính xác và số lượng của biểu tượng. Vì thế, trong nhiều trường hợp, người ra đã xây dựng các khái niệm từ sự quan sát trực tiếp những đối tượng, hiện tượng có sẵn trong thực tế vật thật hoặc tái tạo lại chúng bằng phương pháp nhân tạo thông qua hình ảnh hoặc các mô hình, mẫu biểu v.v... hay như ta vẫn gọi là sử dụng các phương tiện trực quan.,
Có thể nói các phương tiện dạy học là công cụ nhận thức thế giới của học sinh. Mỗi loại phương tiện đều có thể phục vụ cho việc hình thành nhưng tự tri thức kinh nghiệm và những tri thức lí thuyết, những kĩ năng, kĩ xảo thực hành và kĩ năng kĩ xảo trí tuệ.
Các vật thật và các phương tiện để tái tạo lại các hình tượng dành cho việc hình thành các biểu tượng cảm tính, trực tiếp về đối tượng, hiện tượng nghiên cứu, về các thuộc tính, các mối liên hệ giữa chúng, tức là hình thành những tri thức kinh nghiệm về các đối tượng, hiện tượng.
Các thí nghiệm thực hành nhằm tái tạo ra các hiện tượng tự nhiên, là nguồn kiến thức, là chiếc cầu nối giữa các hiện tượng tự nhiên và khả năng nhận thức của con người, có khả năng làm bộc lộ các mối liên hệ bên trong phát sinh giữa các sự vật, hiện tượng. Các mô hình, biểu bảng, sơ đồ, các phương tiện kỹ thuật và một số phương tiện nghe - nhìn được dùng để tạo thành các biểu tượng về bản chất và cấu trúc của các đối tượng, hình thành hệ thống tri thức lí thuyết. Mô hình cho phép mô tả các hiện tượng thực trên dưới dạng không gian, dễ dàng tháo lắp và vận hành, giúp học sinh tìm hiểu cấu trúc, hoạt động và tính chất của đối tượng; các phương tiện nghe - nhìn như: phim đèn chiếu, phim điện ảnh, băng ghi âm, vô tuyên truyền hình.... cho phép truyền thụ cho học sinh những kiến thức dưới dạng động, mang nhiều diễn cảm và chính xác. Vì thế nó không chỉ mang lại tri thức mà còn khơi dậy ở học sinh những cảm xúc tâm hồn, giúp các em có niềm tin vào tính chân thực của sự kiện.
Trong quá trình nhận thức thế giới vi mô và vĩ mô, vai trò trò của các phương tiện dạy học lại tỏ ra rất có hiệu lực. Với các cơ quan cảm giác thông thường, con người khó có thể quan sát được thế giới rộng lớn, bao la và cực kì bé nhỏ. Nhờ có các công cụ có kỹ năng kỹ thuật cao, con người có thể rút ngắn khoảng cách, thu nhỏ khối lượng hoặc kích thước, làm chậm lại quá trình phát triển của đối tượng nghiên cứu v.v... có thể nói, việc nhận thức thế giới vi mô và vĩ mô luôn gắn liền với sự phát triển
của kĩ thuật công nghệ chế tạo công cụ hiện đại. Cũng theo đó, những thành quả của những loại kỹ thuật này được vận dụng vào việc dạy học, làm xuất hiện những phương tiện dạy học tương ứng, tạo ra những điều kiện thuận lợi, nhằm thúc đẩy quá trình nhận thức của học sinh.
Hiệu quả sử dụng phương tiện dạy học phụ thuộc rất nhiều vào năng lực và phương pháp sử dụng của người giáo viên. Cùng một phương tiện dạy học, nhưng ở những người giáo viên khác nhau, tùy thuộc vào việc khai thác nội dung, kĩ năng sử dụng phương tiện, phương pháp tổ chức hoạt động nhận thức của mỗi chủ thể giáo viên mà kết quả của giờ học có sự sử dụng những phương tiện đó có sự khác biệt. Bản thân phương tiện dạy học chưa phải là phương pháp, chỉ khi nào nó được sử dụng trong giờ học, nó mới trở thành phương pháp và khi đó, phương tiện trở thành một hình thức biểu hiện của phương pháp thúc đẩy quá trình nhận thức, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo của học sinh trong quá trình học tập.