יעילותה החינוכית של שיטת אשכולות נבדקה בסדרת מחקרי שדה השוואתיים, שנערכו בשיתוף חוקרים בכירים מאוניברסיטת ייל (Yale) בארצות הברית ובראשם פרופסור דון גרין (Donald Green). המחקרים מוכיחים, ששיטת אשכולות משפרת בצורה משמעותית את מיומנויות החשיבה ואת כישורי החיים של תלמידים. שני הגרפים שלהלן מציגים את הישגי התלמידים שלמדו בשיטת אשכולות (קבוצת הניסוי) לעומת אלו שלמדו בקבוצת הביקורת. בעקבות הלימודים בשיטת אשכולות, הציון הממוצע במבחנים של פתרון בעיות אצל קבוצת הניסוי עלה מ – 69 ל – 88, לעומת שיפור מזערי בלבד אצל קבוצת הביקורת.

בעקבות הלימודים בשיטת אשכולות, הציון הממוצע במבחנים של שפת חשיבה אצל קבוצת הניסוי (שהורכבה במכוון מילדים שהישגיהם הלימודיים הוגדרו כחלשים!) עלה מ – 59 ל – 98, לעומת שיפור קטן בהרבה אצל קבוצת הביקורת. התוצאות החזקות מדברות בעד עצמן: השיפור בהישגי התלמידים שלמדו בשיטת אשכולות הוא עצום, הן ביכולתם לפתור בעיות, והן בכישוריהם המילוליים. המנהלת באחד מבתי הספר בהם נערך הניסוי ציינה: "לאור התוצאות, ברצוני להרחיב את המעגל ולצרף את כל הכיתות ואת כל המחנכות לתהליך הלימוד בשיטת אשכולות." פרופסור דון גרין סיכם סיכום ביניים: "עד כה, השאלה – כיצד ניתן לשפר כישורים של חשיבה אסטרטגית? – חמקה מעינה הבוחנת של הקהילה המדעית, והמחקר הנוכחי מבטיח לתרום תרומה משמעותית ומועילה לידע."