裴娣娜教授在《教育研究方法導論》中，全面系統地論述了教育研究方法的一般原理、教育研究的構思和設計、教育研究結果的分析與評價等方面。她的研究方法強調以馬克思主義方法論為指導，並廣泛吸收了自然科學、社會科學、思維科學方法論的成果。裴娣娜教授還將數學方法套用於教育科研，將定性分析與定量分析結合起來，提高了教育研究方法的科學性，並體現了時代特點。
裴娣娜教授的研究領域包括教育基本原理、課程與教學論、教育研究方法等。她曾主持和參與多個國家級和省部級重點科研項目，並在1992年開始主持的「少年兒童主體性發展實驗研究」中，結合教育理論探索、為基礎教育改革服務、培養教育專業研究人才，展現了其教育研究的實踐性和開拓性。
裴娣娜教授的學術貢獻不僅限於教學和研究，還包括出版專著、合著十餘部，以及在國內外學術刊物發表論文七十餘篇。她的工作得到了社會的廣泛認可，被評為全國優秀留學回國人員，並擔任國務院學位辦教育碩士專業指導委員會委員、秘書長等職務。