Itä-Suomen yliopistossa on kehitetty ns. Design-suuntautunutta pedagogiikkaa (Design-oriented pedagogy, DOP, aik. Case Forest -pedagogiikka), jonka kulmakiviä ovat osallistuva oppiminen, yhteiskehittely ja erilaisten teknologioiden käyttäminen sekä sosiaalisina että henkilökohtaisina työvälineinä.

Takapihan sankarit -oppimisprojektiin Design-suuntautunut pedagogiikka soveltuu erittäin hyvin, koska menetelmässä toimitaan todellisessa maailmassa ja tutkitaan sen ilmiöitä, esimerkiksi lähijärvien vedenlaatua. Koska oppimisprojektiin osallistuu koulun ulkopuolisia asiantuntijoita, muun muassa Keski-Suomen LUMA-keskuksen opettajia, luokanopettajan ei tarvitse olla luonnontieteen asiantuntija. Yhteistyö ulkopuolisten asiantuntijoiden kanssa vahvistaa myös oppilaiden kykyä verkostoitua ja toimia aktiivisina kansalaisina. Verkostoituminen on keskeinen taito, sillä ongelmien ratkaisemiseen tarvitaan usein erilaisia näkökulmia ja eri alojen asiantuntijoita (monialaisuus).

Design-suuntautuneen-oppimisprojektin päävaiheet tapahtuvat osittain koulussa ja osittain koulun lähi(luonto)ympäristössä. Tutkimusprojektit voivat olla eri pituisia ja niitä voidaan toteuttaa lukuvuoden mittaan joko yksittäisten luokkien omina projekteina tai useampien luokkien yhteisprojekteina. Tämä vedentutkimusprojekti toteutettiin Karhut-ryhmässä (yhdysluokka 1. - 2.) ja toteutettiin kolmen koulupäivän aikana. Design-suuntautuneessa pedagogiikassa oppiminen tapahtuu pienryhmissä, joissa jokaisella ryhmän jäsenellä on erilaisia tietoja ja taitoja. Yhteistoiminnassa oppilaat voivat kehittää vuorovaikutustaitojaan ja löytää omia vahvuuksiaan.

Oppimisprosessi alkaa ilmiön ns. artikuloinnista, jossa oppilaat yhdessä opettajan kanssa tutustuvat tutkittavaan ilmiöön ja valitsevat siitä yhteisen tutkimusteeman. Oppimisprosessin herättäjänä voi olla esimerkiksi tutkimusretki läheiselle järvelle. Tutkimusongelman on tärkeää olla oppilaista itsestään lähtevä, selvitettävissä oleva ja nousta todellisen maailman ilmiöstä. Tässä tutkimusprojektissa oppilaat miettivät neljässä ryhmässä (lähi)vesiin ja veteen liittyviä kysymyksiä. Kysymyksiä laadittaessa korostettiin, että kaikenlaiset veteen liittyvät kysymykset ovat sallittuja, vaikka kaikkiin ei ehditä etsiä vastausta.

Tutkimusaiheen valinnan jälkeen rakennetaan käytännön toimintasuunnitelma, jossa mietitään, mistä näkökulmasta tutkimusaihetta lähestytään, mitä tutkimusvälineitä tarvitaan, miten tutkimus toteutetaan (työnjako) ja millä tavoin asiasta saadaan tietoa. Löytyykö tietoa kirjoista tai internetistä, voidaanko asiaa selvittää itse havainnoimalla tai tutkimalla vai löytyykö vanhemmista tai muualta lähiympäristöstä henkilöitä, jotka tietäisivät asiasta?

Takapihan sankarit -oppimisprojektissa on mukana monia yhteistyötahoja, joten paikallisten asiantuntijoiden löytäminen on vaivatonta. Ns. oppimisaihioiden dokumentoinnin vaiheessa oppilaat keräävät tutkimusaiheestaan aineistoa ja tekevät tukimusta hyödyntäen projektin käytössä olevaa tieto- ja viestintätekniikkaa (esim. suoritetaan mittauksia LabDisc-laitteilla). Oppimisprojektin viimeisessä vaiheessa koottu tutkimusaineisto valitaan, järjestetään ja yhdistetään sekä siirretään sähköiseen ympäristöön.