Το μοντέλο της επιστημονικής έρευνας επιδιώκει να εμπλέξει τους μαθητές στην επίλυση ενός αυθεντικού προβλήματος που εντάσσεται στον ευρύτερο χώρο της επιστημονικής έρευνας, αναγνωρίζοντας εννοιολογικές και μεθοδολογικές δυσκολίες και επινοώντας τρόπους υπέρβασής τους. Με τη χρήση αυτού του μοντέλου οι μαθητές διαπιστώνουν τη διαδικασία παραγωγής και ελέγχου της γνώσης και συνειδητοποιούν τα όρια και τις εξαρτήσεις της. Γνωρίζουν όχι μόνο τα προϊόντα της επιστήμης, αλλά και τη φύση και τις μεθόδους της έρευνας.

Το μοντέλο της επιστημονικής έρευνας περιλαμβάνει τις παρακάτω φάσεις:

α) οι μαθητές αρχικά γνωρίζουν την περιοχή έρευνας.

β)  στη συνέχεια δομούν το πρόβλημα.

γ) αναγνωρίζουν το πρόβλημα στην έρευνα

δ) και τέλος διατυπώνουν εικασίες και υποθέσεις για τους τρόπους επίλυσης του προβλήματος

Η αναγνώριση των δεδομένων ενός προβλήματος δεν αρκεί. Ο εκπαιδευτικός θα πρέπει να ενθαρρύνει τους μαθητές του να παράγουν υποθέσεις και τεκμηριωμένες ερμηνείες των δεδομένων και των πληροφοριών που ερευνούν. Η εξασφάλιση πλούσιων και κατάλληλων πηγών έρευνας και η παροχή σαφών μεθοδολογικών διαδικασιών και λειτουργιών είναι ουσιώδη για την επιτυχία αυτού του μοντέλου διδασκαλίας.

πηγή: Joyce Bruce, Marsha Weil & Calhoun Emily (2000), Models of teaching, 6^th ed., Boston: Allyn and Bacon, σελ. 161-174