Pembelajaran melalui pendekatan saintifik adalah proses pembelajaran yang dirancang sedemikian rupa agar peserta didik secara aktif mengonstruksi konsep, hukum atau prinsip melalui tahapan-tahapan mengamati (untuk mengidentifikasi atau menemukan masalah), merumuskan masalah, mengajukan atau merumuskan hipotesis, mengumpulkan data dengan berbagai teknik, menganalisis data, menarik kesimpulan dan mengomunikasikan konsep, hukum atau prinsip yang ditemukan.
Penerapan pendekatan saintifik/ilmiah dalam pembelajaran menuntut adanya perubahan setting dan bentuk pembejaran tersendiri yang berbeda dengan pembelajaran tradisional. Metode yang dipandang sejalan dengan prinsip pendekatan saintifik/ilmiah adalah problem based learning, project based learning, inkuiri, dan group investigation.
Metode-metode tersebut mengajarkan kepada peserta didik untuk mengenal masalah, merumuskan masalah, mencari solusi, menguji jawaban sementara dengan melakukan penyelidikan (menemukan fakta-fakta melalui penginderaaan), dan pada akhirnya menarik simpulan dan menyajikan secara lisan maupun tertulis. Kemendikbud (2013) memberikan konsepsi bahwa pendekatan ilmiah (scientific approach) dalam pembelajaran mencakup komponen: mengamati, menanya, mencoba, mengolah, menyajikan, menyimpulkan, dan mencipta. Komponen-komponen tersebut dapat dimunculkan dalam setiap praktik pembelajaran, tetapi bukan siklus pembelajaran.
Sebuah proses pembelajaran yang dilaksanakan oleh guru dapat disebut ilmiah bila proses pembelajaran tersebut memenuhi kriteria- kriteria berikut (Kemdikbud, 2013).
| No. | Langkah Saintifik | Kegiatan Team Investigation |
| 1. | Mengamati | Langkah 1. Identifikasi topik dan organisasi peserta dalam kelompok
|
| 2. | Menanya | Langkah 2. Merencanakan tugas belajar
|
| 3. | Mencoba | Langkah 3. Melakukan penyelidikan
|
| 4. | Menalar | Langkah 4. Menyiapkan laporan
|
| 5. | Mengkomunikasikan | Langkah 5. Presentasi laporan akhir
|
| Langkah 6. Evaluasi |