ประเด็นที่ท้าทายในการพัฒนาผลลัพธ์การเรียนรู้ของผู้เรียน ของผู้จัดทำข้อตกลง ซึ่งปัจจุบันดำรงตำแหน่งครู วิทยฐานะครูชำนาญการ ต้องแสดงให้เห็นถึงระดับการปฏิบัติที่คาดหวังของวิทยฐานะชำนาญการ  คือ การแก้ไขปัญหา การจัดการเรียนรู้และพัฒนาคุณภาพการเรียนรู้ของผู้เรียน ให้เกิดการเปลี่ยนแปลงไปในทางที่ดีขึ้นหรือมีการพัฒนามากขึ้น (ทั้งนี้ ประเด็นท้าทายอาจจะแสดงให้เห็นถึงระดับการปฏิบัติที่คาดหวังในวิทยฐานะที่สูงกว่าได้)

             สืบเนื่องจากสภาพปัญหาของผู้เรียนด้านทักษะทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งวิทยาศาสตร์คือการศึกษาสิ่งที่เกิดขึ้นในธรรมชาติรอบ ๆ ตัว โดยมีการศึกษาและอธิบายอย่างเป็นกระบวนการวิทยาศาสตร์ ที่เป็นกระบวนการในการค้นหาคำตอบของสมสติฐานต่าง ๆ ในการศึกษาวิทยาศาสตร์ ซึ่งเป็นทักษะที่จะทำให้นักวิทยาศาสตร์หาคำตอบเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ดังนั้น เพื่อให้เกิดการพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ครูผู้สอนจึงนำการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี สังคม และสิ่งแวดล้อม (STSE) เป็นการจัดการเรียนรู้ที่บูรณาการด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี สังคม และสิ่งแวดล้อม เข้ากับประเด็นปัญหาที่เกี่ยวกับชีวิตประจำวัน เพื่อให้นักเรียนได้ตระหนักถึง หน้าที่และความรับผิดชอบต่อสังคมในฐานะที่เป็นพลเมือง รวมถึงส่งเสริมให้นักเรียนได้ฝึกปฏิบัติ ค้นคว้าหาคำตอบ นำความรู้หรือประสบการณ์ที่ได้เรียนรู้ไปต่อยอดใช้อย่างมีความหมายในการ แก้ปัญหาสังคมและสิ่งแวดล้อมที่อาศัยอยู่อย่างเหมาะสม ตามแนวคิดของ Rosario (2009) และ Kember และคณะ (2008) ซึ่งเป็นการจัดการเรียนรู้ที่สนับสนุนให้นักเรียนสามารถค้นพบความรู้หรือเชื่อมโยงความรู้ที่มีอยู่เดิม จึงได้นำมาปรับประยุกต์ใช้ในการจัดการเรียนรู้ที่จะช่วยให้นักเรียนได้ฝึกทักษะทางวิทยาศาสตร์ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น ส่งเสริมในเรื่องความแตกต่างระหว่างบุคคล ทำให้นักเรียนประสบผลสำเร็จในทางจิตใจมากขึ้น รวมทั้งเป็นเครื่องมือวัดผลการเรียน ตลอดจนนักเรียนสามารถลงมือปฏิบัติด้วยตัวเอง แล้วนำมาปรับใช้ในชีวิตประจำวันได้ 

1) ศึกษาหลักสูตรการศึกษาขั้นพื้นฐานแกนกลาง และหลักสูตรนักเรียนต้องรู้ กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี รายวิชาชีววิทยา (เพิ่มเติม) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เพื่อออกแบบหน่วยตามผลการเรียนรู้

2) พิจารณาคัดเลือกเทคนิค/วิธีจัดการเรียนรู้ สื่อ นวัตกรรม ที่สอดคล้องกับการพัฒนาทักษะการเรียนรู้ในศตวรรษที่ 21 และเป็นกิจกรรมปกติในการจัดการเรียนการสอนระดับห้องเรียนที่โรงเรียนดำเนินการอยู่   

3) กำหนดนักเรียนกลุ่มเป้าหมาย และออกแบบการจัดการเรียนการสอนด้วยกระบวนการการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี สังคม และสิ่งแวดล้อม (STSE) เพื่อพัฒนาผู้เรียนให้มีทักษะการเรียนรู้ในศตวรรษที่ 21

4) ออกแบบเครื่องมือประเมินผลที่เหมาะสมกับการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ เช่น แบบสังเกตพฤติกรรม แบบสัมภาษณ์ แบบตรวจสอบรายการ (checklist) แบบทดสอบ แบบประเมิน ชิ้นงาน ภาระงาน ฯลฯ เพื่อใช้ประเมินว่าผู้เรียนได้รับการพัฒนาให้มีทักษะการเรียนรู้ในศตวรรษที่ 21 ตามเป้าหมายของการจัดการเรียนรู้

5) นำผลสะท้อนในการใช้การเรียนการสอนด้วยการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี สังคม และสิ่งแวดล้อม (STSE) บันทึกข้อมูลคะแนนผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนเพื่อประเมินการเรียนรู้ นำข้อมูลที่ได้พัฒนาผลการเรียนรู้ให้ผู้เรียนบรรลุตามวัตถุประสงค์ที่ตั้งไว้

  3.1 เชิงปริมาณ

นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6/1 โรงเรียนหนองกรดพิทยาคม ที่ได้รับการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี สังคม และสิ่งแวดล้อม (STSE) ในรายวิชาเพิ่มเติมชีววิทยา เรื่องไบโอแมคนิฟิเคชัน มีผลการพัฒนาทักษะทางวิทยาศาสตร์การตีความหมายข้อมูลและการลงข้อสรุป  ผ่านเกณฑ์ร้อยละ 80

  3.2 เชิงคุณภาพ

นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6/1 โรงเรียนหนองกรดพิทยาคม ที่ได้รับการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี สังคม และสิ่งแวดล้อม (STSE) ในรายวิชาเพิ่มเติมชีววิทยา เรื่องไบโอแมคนิฟิเคชัน มีพัฒนาการการเรียนรู้ที่เพิ่มขึ้นโดยการสร้างผลงาน ชิ้นงาน และกระบวนการทำงานร่วมกันจากกิจกรรมการเรียนรู้ ด้านทักษะทางวิทยาศาสตร์การตีความหมายข้อมูลและการลงข้อสรุป