Ilmu pedagogis adalah studi tentang metode pengajaran dan memperoleh pemahaman sistematis tentang bagaimana pikiran manusia memperoleh informasi baru. Ini mencakup unsur guru, siswa, dan lingkungan belajar secara keseluruhan yang semuanya berdampak pada proses pembelajaran. Agar tidak tertukar dengan kajian pengajaran mata pelajaran sains itu sendiri, ilmu pedagogis sering disebut sebagai pedagogi saja, atau teori instruksional. Fokus ilmu pedagogis adalah pada pengajaran anak-anak dalam pengaturan pendidikan formal, tetapi juga dapat diterapkan pada orang dewasa serta metode pembelajaran informal untuk segala usia.
Pendekatan pedagogis untuk pembelajaran dianggap berusia sekitar 60 tahun pada 2011, dengan lebih dari 100,000 studi formal dilakukan ke dalam pedagogi pada tahun 1950. Upaya pertama untuk mengarahkan proses pembelajaran secara sistematis, ditelusuri kembali ke tahun 1897, dengan hampir 4,000 penyelidikan tentang bagaimana merampingkan pembelajaran dalam membaca dan matematika yang dilakukan pada tahun 1939 saja. Terlepas dari sejarah panjang dan intens penyelidikan tentang apa yang merupakan praktik pembelajaran terbaik, sains pedagogis dianggap oleh banyak orang sebagai bukan sains sejati hingga saat ini. Ini karena banyak dari apa yang telah dipelajari tidak mengarah pada kesimpulan yang pasti, dan banyak sistem pendidikan, oleh karena itu, menjadi terperosok dalam tren dan mode populer pada periode itu tentang pendekatan apa yang terbaik dalam mengajar siswa.
Pendekatan pedagogis untuk memahami pembelajaran telah menghasilkan beberapa data bermakna yang dianggap definitif. Bukti menunjukkan, pada penelitian tahun 2003, bahwa, dalam proses pembelajaran formal yang khas, guru menyumbang 30% dari variabilitas dalam seberapa baik siswa belajar, dengan 50% dari variabilitas difokuskan pada siswa itu sendiri, dan sisanya 20% dari varians menjadi hasil dari faktor lingkungan. Bukti ini menunjukkan bahwa, bertentangan dengan ide-ide populer tentang sekolah dan lingkungan rumah, mereka memiliki sedikit efek nyata pada seberapa baik seorang siswa belajar.
Penelitian tahun 2003 melangkah lebih jauh dalam kesimpulannya tentang sifat ilmu pedagogis, dengan memberikan rasio tentang apa yang paling mempengaruhi kapasitas belajar siswa. Elemen-elemen ini termasuk umpan balik dari guru, yang dianggap paling penting di 1.13, dengan 1.0 sebagai pengaruh rata-rata. Kemampuan awal seorang siswa untuk belajar diberi nilai 1.04 dalam menentukan keberhasilan, kualitas pengajaran yang diberikan pendidik diberi nilai 1.0, dan pengajaran langsung antara guru dan siswa hanya diberi nilai 0.82. Area yang tampaknya memiliki pengaruh keseluruhan kecil terhadap keberhasilan pembelajaran adalah teknik pembelajaran berbantuan komputer dinilai sebagai 0.31, studi individu untuk siswa pada 0.14, dan mengajar siswa menggunakan tim pendidik bersama-sama hanya memiliki pengaruh 0.06.
Sementara data tersebut mungkin sudah ketinggalan zaman karena sistem komputer dan lingkungan pembelajaran khusus tumbuh di abad ke-21, data tersebut menyoroti fakta bahwa satu abad data dalam ilmu pedagogis mungkin tidak berguna atau berlaku untuk perubahan lingkungan teknologi dan sosial. Pembelajaran pedagogis modern, oleh karena itu, mencoba untuk fokus pada apa yang sedang dilakukan guru di kelas, dan elemen proses apa yang tampak bekerja lebih baik daripada yang lain. Pada tahun 2007, fokus dalam ilmu pedagogis telah menjadi pada teori pembelajaran daripada teori pengajaran. Artinya, metode pembelajaran yang paling efektif harus didahulukan dari metode pengajaran apa pun yang digunakan untuk menghasilkannya.
Alat pengajaran yang ditawarkan kepada pendidik yang bekerja di abad ke-21 semakin didasarkan pada pendekatan fleksibel yang akan mengakomodasi teori pembelajaran untuk lingkungan lokal di mana guru bekerja. Sebaliknya, mahasiswa di perguruan tinggi yang mengambil jurusan ilmu pedagogik masih diajarkan untuk memusatkan perhatiannya pada aspek politik, sosial, dan sejarah lingkungan belajar. Ini tidak sejalan dengan tren di dunia pengajaran di mana teori pembelajaran yang efektif untuk siswa itu sendiri harus menjadi yang pertama dalam daftar prioritas.
Ilmu pedagogis adalah ilmu yang sulit untuk diukur dengan cara yang bermakna, karena, seperti ekonomi, masih ada banyak teori yang bersaing tentang apa yang paling berhasil dan apa yang ditunjukkan oleh data. Konsep sederhana seperti literasi sulit untuk didefinisikan. Keaksaraan geografis atau literasi teknologi bisa saja menjadi istilah untuk seberapa banyak pengetahuan yang telah dikumpulkan siswa, atau mereka bisa mewakili keterampilan yang sering kali menggantikan pengetahuan. Oleh karena itu, mendefinisikan istilah-istilah yang menjadi dasar teori pembelajaran dengan cara yang sistematis diperlukan sebelum mengaitkan data dengannya, dan sebelum memungkinkan untuk memperoleh kesimpulan yang berarti tentang apa yang sebenarnya bekerja di lingkungan belajar.