O National Science Education Standards define a pesquisa científica científico como "as diversas maneiras através das quais os cientistas estudam a natureza e propõem explicações baseadas na evidência derivada do seu trabalho" e também "as atividades através das quais os estudantes desenvolvem o seu conhecimento e compreensão das idéias científicas, bem como uma compreensão de como os cientistas estudam a natureza" (citado em National Science Teachers Association, 2004).
Os Centros de Atividade sobre o Clima Espacial fornecem aos estudantes uma oportunidade de realizar ciência baseada na pesquisa, um elemento crucial no aprendizado da ciência que está diretamente conectado aos padrões de aprendizado e auxiliam a compreensão dos alunos expressando a sua curiosidade natural sobre a conexão entre o Sol e a Terra. Entretanto, o aspecto mais importante é que esta abordagem funciona.
O National Science Education Standards (NSES) coloca especial ênfase no ensino e aprendizado baseado na pesquisa, sugerindo que a pesquisa é a abordagem central para ensinar e aprender ciência.
"Devem ser dadas oportunidades aos estudantes para que eles participem em pesquisas completa ou parcialmente. Numa pesquisa completa os alunos começam com um uma pergunta, desenvolvem uma investigação, obtêm evidência, formulam uma resposta à pergunta original, e comunicam o processo investigativo e resultados. Em pesquisas parciais, eles desenvolvem habilidades e uma compreensão de aspectos selecionados do processo de pesquisa. Os alunos podem, por exemplo, descrever como eles planejariam uma investigação, formulariam explicações baseadas nas informações e evidências científicas apresentadas na atividade em sala de aula, ou reconheceriam e analisariam diversas explicações alternativas para um fenômeno natural apresentado em uma demonstração feita pelo professor." (NSES, p. 143)
Neste ambiente os alunos são os agentes fundamentais no processo educacional. Eles constróem, descobrem e desenvolvem os conceitos centrais. Eles criam e resolvem problemas. Eles lêem, escrevem, pensam, formulam perguntas e resolvem os problemas. Eles observam e manipulam os aspectos do seu ambiente, e neste processo de manipulação, enfrentam problemas sobre os quais eles pensam, conversam, escrevem e lêem. Eles assumem riscos. Os alunos mostram a sua habilidade de aprender a aprender. Os estudantes mostram a compreensão dos conceitos centrais e a competência de usar as habilidades essenciais num ambiente no qual devem resolver problemas. Os alunos demonstram competência na resolução de problemas individualmente e em grupos. Os alunos se mostram aptos a aceitar diferentes tipos de soluções para um mesmo problema. Eles demonstram competência em trabalhar com outros estudantes fora da sala de aula.
Neste contexto, o professor deve apresentar experiências de aprendizado, não necessariamente somente a informação, e abordar questões em aberto quando apropriado. Os professores são os guias durantes a experiência. Os professores comumente definem o escopo do problema, e algumas vezes definem a questão central – embora numa pesquisa completa, o estudante defina a questão central. Isto não significa que os professores nunca são provedores de informação. O critério, aparentemente, deve ser: “estará esta informação fechando a investigação, ou acrescentando à investigação; estará esta informação dando a resposta ou criando um cenário no qual as perguntas possam ser formuladas, problemas levantados e a investigação se inicie?”. Os professores respeitam a habilidade do aluno de resolver problemas. Sempre que os professores derem uma resposta, corremos o risco de passar a mensagem de que acreditamos que o aluno seja incapaz de resolver o problema. Os professores encorajam pública e frequentemente o raciocínio cuidadoso, reconhecendo os riscos assumidos. Os professores encorajam as diferentes técnicas de resolução dos problemas e o uso de tantos modos de aprendizado quanto um aluno precise. Os professores também encorajam os alunos a desenvolverem técnicas de resolução de problemas que não são tão eficazes quanto a sua abordagem preferida. Por exemplo, nós encorajamos os alunos que resolvem problemas intuitivamente a unirem análise à sua intuição, e encorajamos os alunos que resolvem problemas analiticamente a usarem sua intuição.