ในปัจจุบันการเรียนการสอนกลุ่มวิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เป็นการจัดการเรียนรู้ที่เน้นการสร้างนวัตกรรมและเทคโนโลยี แต่ผู้เรียนส่วนใหญ่มีทักษะพื้นฐานด้านวิทยาศาสตร์ ด้านการคิดคำนวณ ด้านการใช้เครื่องช่างหรืออุปกรณ์ไม่เพียงต่อการสร้างสรรค์เทคโนโลยี นวัตกรรมใหม่ๆ รวมถึงขาดทักษะการออกแบบเชิงวิศกรรมที่ถูกต้อง ซึ่งจำเป็นอย่างมากในการสร้างชิ้นงานหรือสร้างเทคโนโลยี สาเหตุมาจาการที่ครูเป็นศูนย์กลางของห้องเรียน การจัดการเรียนการสอนที่น่าเบื่อ เน้นการเรียนทฤษฎีเพียงอย่างเดียว เน้นการบรรยาย ทำให้ผู้เรียนไม่สนใจในการเรียน รวมทั้งผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนรายวิชาการออกแบบและเทคโนโลยี อยู่ในเกณฑ์ดีพอใช้ จึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องการคิดค้น พัฒนานวัตกรรมและปรับเปลี่ยนรูปแบบการจัดการเรียนรู้ (Invent and Transform) โดยการพัฒนาชุดการเรียนรู้รูปแบบ Active learning โดยใช้กระบวนการจัดการเรียนรู้ตามแนว STEM Education สำหรับวิชาการออกแบบและเทคโนโลยี ม.1