การวิจัยครั้งนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาผลการพัฒนาการรู้เรื่องวิทยาศาสตร์ จากการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ตามแนวสะเต็มศึกษา โดยใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม เรื่องสภาพสมดุล รูปแบบของการวิจัยนี้เป็นการวิจัยเชิงคุณภาพ กลุ่มเป้าหมายนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 จำนวน 40 คน โดยเครื่องมือที่ใช้ในการเก็บรวบรวมข้อมูลได้แก่ แผนการจัดการเรียนรู้จำนวน 3 แผน ใบกิจกรรมการเรียนรู้ แบบทดสอบวัดการรู้เรื่องวิทยาศาสตร์ แบบสัมภาษณ์กึ่งโครงสร้าง และแบบประเมินชิ้นงาน จากนั้นทำการวิเคราะห์ข้อมูลเชิงเนื้อหา ผลการวิจัยพบว่าการพัฒนาการรู้เรื่องวิทยาศาสตร์ของผู้เรียนระหว่างการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ตามแนวสะเต็มศึกษา โดยใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม ผู้เรียนร้อยละ 29.27มีการแสดงออกถึงพฤติกรรมการอธิบายปรากฏการณ์ในเชิงวิทยาศาสตร์ และผู้เรียนร้อยละ 42.33 แสดงออกถึงพฤติกรรมการประเมินและออกแบบกระบวนการสืบเสาะหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ และผู้เรียนร้อยละ 38.33 แสดงออกถึงพฤติกรรมการแปลความหมายข้อมูลและการใช้ประจักษ์พยานในเชิงวิทยาศาสตร์ ส่วนการพัฒนาการรู้เรื่องวิทยาศาสตร์ของผู้เรียนหลังการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ตามแนวสะเต็มศึกษาโดยใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม ผู้เรียนมีการแสดงพฤติกรรมออกถึงสมรรถนะการแปลความหมายข้อมูลและการใช้ประจักษ์พยานในเชิงวิทยาศาสตร์ได้มากที่สุด(ร้อยละ 73.50) รองลงมาคือพฤติกรรมการประเมินและออกแบบกระบวนการสืบเสาะหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์(ร้อยละ 57.67 ) และพฤติกรรมการอธิบายปรากฏการณ์ในเชิงวิทยาศาสตร์(ร้อยละ 54) ตามลำดับ

This research focused on the development of science literacy through STEM education, principally the engineering design process in topic of Equilibrium. This qualitative research includes forty of grade 10 students as the participants. The research instruments consist of three lesson plans, which were designed based on STEM approach emphasizing the engineering design process, worksheets, scientific literacy test, semi-structured interview and students’ work assessment form. The data were analyzed by content analysis. The result during classroom implementation of the engineering design process of the STEM lessons showed that 29.97% of the students could explain the phenomena scientifically. On the other hand, 42.33% of them showed the competency in designing scientific evaluation and inquiry processes. Lastly, 38.33% of them could interpret data and use factual evidence scientifically. These indicators reflected students’ competencies of science literacy during the implementation period. Whereas, after the implantation ended, the development of science literacy showed improvement. The most competency achieved was the data interpretation and use of factual evidence with 73.50% of students who performed. Then the second was the designing evaluation and scientific enquiry process with 57.67% of students who performed. The last one was the ability to explain phenomena scientifically with 54% of students who achieved.