การเรียนการสอนโดยใช้ปัญหาเป็นหลักมีแนวคิดอยู่บนพื้นฐานของทฤษฎีพุทธิปัญญานิยม (cognitive psychology) เป็นการเรียนรู้จากปัญหา เมื่อผู้เรียนเผชิญกับปัญหา สิ่งที่ไม่รู้
ทำให้เกิดความขัดแย้งทางปัญญาและผลักดันให้ผู้เรียนเกิดความต้องการแสวงหาความรู้มาเพิ่มเติม ประสบการณ์การเรียนที่เกิดขึ้นเป็นการเรียนที่ให้ความรู้ต่างๆ ที่สามารถนำไปประยุกต์ใช้สำหรับการแก้ปัญหาในอนาคต การเรียนการสอนโดยใช้ปัญหาเป็นหลักจึงเป็นวิธีการเรียนที่ได้มาซึ่งความรู้แบบบูรณาการ ที่เกี่ยวกับปัญหาและเป็นการพัฒนาหรือประยุกต์ใช้ทักษะการแก้ปัญหา ซึ่งงานวิจัยหลายเรื่องพบว่า ผู้เรียนที่เรียนด้วยวิธีการเรียนการสอนโดยใช้ปัญหาเป็นหลักจะมีทักษะในการแก้ปัญหาสูงกว่าผู้เรียนที่เรียนด้วยวิธีการเรียนแบบดั้งเดิม แต่ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนนั้นยังพบว่าได้ผลที่แตกต่างกันไปโดยอาจอยู่ในระดับเท่ากัน สูงกว่า หรือแม้กระทั่งต่ำกว่าการเรียนแบบดั้งเดิมก็ได้ ซึ่งผลการเรียนรู้ดังกล่าวนี้มีความคล้ายคลึงกันทั้งงานวิจัยจากในประเทศและต่างประเทศ (Dochy, et al, 2003; Yang, 2002; LeJeune, 2002; Nelson, 2002; Albanese and Susan, 1993; Vernon, 1993; รุจิเรศ ธนูรักษ์ และ ประพิศ จันทร์พฤกษา, 2545;ชูศักดิ์ พุกกะพันธุ์, 2541; ทองสุข คำธนะ, 2538)
ในการเรียนการสอนโดยใช้ปัญหาเป็นหลัก ผู้เรียนต้องใช้ทักษะการเรียนรู้ด้วยตนเองเพื่อตั้งเป้าหมายการเรียน วางแผนและดำเนินกิจกรรมการเรียนและประเมินผลการเรียนรู้ของตนเองซึ่งเป็นการพัฒนาให้ผู้เรียนมีลักษณะของการเรียนรู้ด้วยตนเองและการเรียนการสอนรูปแบบนี้เป็นการเรียนที่สร้างความต้องการเรียนของผู้เรียนให้เกิดขึ้น ผู้เรียนมีอิสระในการเรียนรู้ และในการเรียนเป็นกลุ่มย่อยผู้เรียนมีโอกาสแลกเปลี่ยนแสดงความคิดร่วมกับเพื่อนในกลุ่ม เป็นการเรียนที่สนุกและท้าทาย การเรียนลักษณะดังกล่าวส่งผลให้ผู้เรียนเกิดความพึงพอใจต่อการเรียนการสอนสอดคล้องกับผลการวิจัยที่พบว่า ผู้เรียนที่เรียนด้วยวิธีการเรียนการสอนโดยใช้ปัญหาเป็นหลักมีทัศนคติเชิงบวกและมีความพึงพอใจต่อการเรียนการสอน หากมองโดยภาพรวมแล้วการเรียนการสอนโดยใช้ปัญหาเป็นหลัก เป็นรูปแบบการสอนที่สามารถนำมาใช้ในการพัฒนาคุณภาพการเรียนรู้ของผู้เรียนที่ดีมากที่สุดวิธีหนึ่ง เพราะสอดคล้องกับแนวการจัดการศึกษาตามพระราชบัญญัติการศึกษาแห่งชาติ พ.ศ. 2542 คือทำให้ผู้เรียนเกิดทักษะในการคิดวิเคราะห์ คิดแก้ปัญหา คิดอย่างสร้างสรรค์ และการคิดอย่างมีวิจารณญาณ ซึ่งถึงเป็นคุณลักษณะของบัณฑิตที่พึงประสงค์ตามการประเมินคุณภาพการศึกษา
การเรียนการสอนโดยใช้ปัญหาเป็นหลักเป็นวิธีการเรียนการสอนรูปแบบหนึ่งที่ถูกนำมาใช้ในการเรียนการสอนหลายสาขา ได้แก่ แพทยศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ พยาบาลศาสตร์ บริหารธุรกิจ รวมถึงครุศาสตร์ ศึกษาศาสตร์ และเป็นรูปแบบการเรียนรู้ที่เน้นการสร้างประสบการณ์ที่ท้าทายความคิดและการกระทำร่วมกับการแก้ปัญหา เป็นการจูงใจผู้เรียนให้เรียนรู้การแก้ปัญหาโดยผ่านการสืบเสาะหาความรู้และเรียนด้วยการค้นพบ เช่นเดียวกับการทำงานของนักวิทยาศาสตร์ ทำให้ได้รับความรู้ทางวิทยาศาสตร์และสามารถบูรณาการความรู้ไปใช้ในการแก้ปัญหาได้ (Barrows, 1996; Carlile, S. et al, 1998; ทองสุข คำธนะ, 2538) การเรียนการสอนโดยใช้ปัญหาเป็นหลักให้ผู้เรียนมีโอกาสเรียนรู้ด้วยตนเองในขณะเดียวกันยังคงรักษารูปแบบของการเรียนในชั้นเรียนและมีประสิทธิภาพสำหรับผู้เรียนที่มีความสามารถแตกต่างกันเพราะว่าผู้เรียนได้เลือกปัญหาและวิธีการเรียนบนพื้นฐานของพัฒนาการและความสนใจ นอกจากนี้การเรียนเป็นกลุ่มย่อยร่วมกับเพื่อนๆ ให้ผู้เรียนมีโอกาสแลกเปลี่ยนความรู้ความคิดฝึกทักษะทางสังคม และเป็นการเรียนที่สนุก สรุปได้ว่าการเรียนการสอนโดยใช้ปัญหาเป็นหลักเป็นวิธีการเรียนการสอนรูปแบบหนึ่งที่ให้ผู้เรียนได้เรียนรู้เนื้อหาที่เป็นการบูรณาการ พัฒนาทักษะการคิดแก้ปัญหา การเรียนรู้ด้วยตนเองและการทำงานเป็นทีม
จากงานวิจัยที่ใช้การจัดการเรียนการสอนโดยใช้ปัญหาเป็นหลักสามารถสรุปได้ว่าการเรียนการสอนโดยใช้ปัญหาเป็นหลักนั้น สามารถทำให้ทักษะการคิดแก้ปัญหา การคิดอย่างมีวิจารณญาณ และลักษณะการเรียนรู้แบบนำตนเอง ของผู้เรียนพัฒนาขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับการเรียนในระบบเดิม การศึกษาเอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการเรียนการสอนโดยใช้ปัญหาเป็นหลักในส่วนนี้เน้นหลักการและลักษณะการเรียนการสอน ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและปัจจัยที่เกี่ยวข้องซึ่งเป็นข้อมูลที่ได้จากงานวิจัย โดยที่เน้นการจัดการเรียนการสอนโดยใช้ปัญหาเป็นหลักผ่านเว็บซึ่งได้รับความสนใจมากขึ้นในปัจจุบัน
