科学教育研究是PBL研究的沃土，主要是因为科学教育通常强调学生探究以及与其他学生合作以收集数据或进行实验的重要性。这与学生在解决富有挑战性的问题时所做的探究相匹配。本研究以四年级学生；小学低年级英语学习者；美国城市的中学生和土耳其学生；以及高中生为研究对象，比较了传统教学法与探究式、项目化教学法在科学教学中的效果。另外还有两个中学将PBL和计算机技术融合在一起。全部这些研究表明，在以探究为导向的PBL课堂上的学生比在传统的课堂上的学生学到了更多的科学内容。
在底特律的18所公立中学进行的研究很好地证明了PBL在科学教育领域的效果。大约5,000名学生，其中大多数是申请了免费或折扣午餐的非裔美国人，此外还有37位教师参加了这项为期两年的研究。 PBL课堂中的学生开展物理项目（骑自行车时为什么需要戴头盔？），生物项目（家乡的水质如何？）和地球科学的项目（我们社区的空气质量如何？）。年底，所有学生都参加了密歇根州教育成果评估（MEAP）。在为期两年的研究过程中，参加PBL的学生在MEAP上的得分明显高于使用传统教学方式的学生。参加PBL的学生在MEAP科学实验技能评估中得分也更高。
