จากการวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนในรายวิชาวิทยาศาสตร์ ทั้งในระดับโรงเรียน ระดับจังหวัด  และระดับชาติ ในปีการศึกษาที่ผ่านมามีผลสัมฤทธิ์ในระดับที่ค่อนข้างต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในรายวิชาวิทยาศาสตร์พื้นฐาน ที่มีเนื้อหาที่เป็นเรื่องใกล้ตัว นักเรียนสามารถนำไปปรับใช้ในชีวิตประจำวันได้

 ดังนั้นครูผู้สอนจึงจัดทำข้อตกลงในการพัฒนางานประเด็นท้าทายเพื่อเป็นการยกระดับผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนโดยการใช้รูปแบบการจัดการเรียนรู้โดยใช้เทคนิคการสืบเสาะหาความรู้ (5E) เพื่อส่งเสริมการคิดวิเคราะห์ รายวิชาวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2 โรงเรียนป่าไม้อุทิศ 4

2.1 วิเคราะห์หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุงพุทธศักราช 2560) และหลักสูตรสถานศึกษาโรงเรียนป่าไม้อุทิศ 4 จังหวัดตาก มาตรฐานการเรียนรู้ และตัวชี้วัด

       2.2 ครูผู้สอนออกแบบการเรียนรู้ที่เน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ และแผนการจัดการเรียนรู้ ผ่านกระบวนการจัดการเรียนการสอนแบบสืบเสาะหาความรู้ เตรียมเครื่องมือประกอบการจัดการเรียนรู้ดังนี้

- แผนการจัดการเรียนรู้

- แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน พร้อมเฉลย

- ใบกิจกรรม/แบบฝึกหัด พร้อมเฉลย

- ใบความรู้

       2.3 เปิดชุมชนการเรียนรู้ทางวิชาชีพ (PLC) โดยครูในกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ช่วยกันตรวจสอบความถูกต้องในเนื้อหา การจัดกิจกรรม แบบสังเกตพฤติกรรม และแบบฝึกหัด พร้อมทั้งเสนอแนะและสะท้อนผลการจัดกิจกรรมเพื่อนำมาปรับปรุง แก้ไขให้เหมาะสมกับบริบทของห้องเรียนผู้เรียนและชุมชน

2.4 ครูผู้สอนนำกิจกรรมมาปรับปรุง แก้ไขตามคำแนะนำของครูในกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

2.5 ครูผู้สอนจัดการเรียนรู้เพื่อพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนรายวิชาพื้นฐานวิชาวิทยาศาสตร์ โดยใช้รูปแบบการเรียนการสอน ประกอบด้วย หลักการ วัตถุประสงค์ กระบวนการเรียนการสอน หลักการตอบสนอง ระบบสังคม สิ่งสนับสนุน สาระความรู้ และสิ่งส่งเสริมการเรียนรู้ ทั้งนี้

       กระบวนการสอนแบบสืบเสาะหาความรู้(5E) โดยมีขั้นตอนดังนี้

       ขั้นที่ 2 สำรวจและค้นหา (Exploration)

       ขั้นที่ 3 อธิบายและลงข้อสรุป (Explanation)

       ขั้นที่ 4 ขยายความรู้ (Elaboration)

             ขั้นที่ 5 ประเมิน (Evaluation)

2.6 บันทึกผลการเรียนรู้ของนักเรียนที่เกิดขึ้น จากการกิจกรรมการเรียนรู้ และสะท้อนผลการเรียนรู้ให้นักเรียนทราบเป็นระยะ หากมีนักเรียนที่ไม่ผ่านเกณฑ์การประเมินในเรื่องใด ให้ใช้กิจกรรมเพื่อนช่วยเพื่อนและการสอนซ่อมเสริมด้วยคลิป วีดีทัศน์ที่ครูจัดทำขึ้นสำหรับใช้แก้ไขปัญหาการเรียนรู้ให้นักเรียนได้ศึกษา และทำการทดสอบใหม่ จนนักเรียนมีผลการเรียนผ่านเกณฑ์ที่กำหนด