Równolegle do pracy nauczycielskiej podjął studia magisterskie w Akademii Wychowania Fizycznego w Warszawie, które ukończył w 1964 roku przedstawiając wyniki badań w pracy zatytułowanej Próba charakterystyki grupy upośledzonych umysłowo w wieku 14-19 lat przejawiających zainteresowania sportowe. W 1965 roku, jako wychowawca placówki resocjalizacyjnej podniósł swoje kwalifikacje otrzymując tytuł nauczyciela szkoły specjalnej, a w 1973 roku dyplom nauczyciela szkoły specjalnej dla upośledzonych umysłowo (był uczniem Marii Grzegorzewskiej).
Praca naukowa Równolegle do pracy dyrektora szkoły, Jan Pańczyk samodzielnie prowadził badania i zbierał materiały do pracy doktorskiej. Swoje kilkuletnie obserwacje przedstawił w 1969 roku Kazimierzowi Kirejczykowi, który wyraził zgodę na otwarcie przewodu doktorskiego. W roku 1974 Rada Naukowo-Dydaktyczna AWF-u nadała Janowi Pańczykowi stopień naukowy doktora. Praca doktorska nosiła tytuł Rozwój i sprawność fizyczna dzieci upośledzonych umysłowo w stopniu lekkim. W tym samym roku podjął pracę adiunkta w Państwowym Instytucie Pedagogiki Specjalnej (potem Wyższa Szkoła Pedagogiki Specjalnej, obecnie Akademia Pedagogiki Specjalnej) w Warszawie. Stał się współpracownikiem Kazimierza Kirejczyka i kontynuatorem jego pracy. Należał do tzw. „szkoły Kirejczyka”.