การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ 1)  เพื่อศึกษาข้อมูลพื้นฐาน สภาพปัญหาและความต้องการในการจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ของโรงเรียนท่าขอนยางพิทยาคม  สังกัดองค์การบริหารส่วนจังหวัดมหาสารคาม 2) เพื่อศึกษาประสิทธิภาพของชุดกิจกรรม  เรื่อง สารละลายกรด-เบส  และ พลังงานความร้อน เพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ ด้วยการจัดการเรียนรู้โดยการปฏิบัติ (Active Learning) ร่วมกับกลวิธีการเรียนรู้แบบ KWL ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ที่มีประสิทธิภาพตามเกณฑ์ 80/80 3) เพื่อเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและความสามารถในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ ที่ได้รับการจัดการเรียนการสอนโดยใช้ชุดกิจกรรม  เรื่อง สารละลาย     กรด-เบส  และพลังงานความร้อน ด้วยการจัดการเรียนรู้โดยการปฏิบัติ (Active Learning) ร่วมกับกลวิธีการเรียนรู้แบบ KWL ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1   4) เพื่อประเมินความพึงพอใจของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ที่มีต่อการจัดการเรียนรู้โดยใช้ชุดกิจกรรม  เรื่อง สารละลายกรด-เบส  และพลังงานความร้อน เพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ ด้วยการจัดการเรียนรู้โดยการปฏิบัติ (Active Learning) ร่วมกับกลวิธีการเรียนรู้แบบ KWL
          การดำเนินการวิจัยมี 4 ระยะ คือ ระยะที่ 1 การวิเคราะห์ (Analysis) โดยการวิเคราะห์ข้อมูลที่ใช้ในการพัฒนาการเรียนการสอน ระยะที่ 2 การออกแบบและพัฒนา (Design and Development) การดำเนินการแบ่งออกเป็น 2 ขั้นตอน คือ 1) การออกแบบการเรียนการสอนเพื่อพัฒนาความสามารถในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ 2)พัฒนารูปแบบการเรียนการสอน  แผนการจัดการเรียนรู้และเครื่องมือในการเก็บรวบรวมข้อมูล ระยะที่ 3 การนำไปใช้ (Implementation) โดยการนำรูปแบบการเรียนการสอนไปทดลองใช้จริงกับกลุ่มตัวอย่างที่เป็นนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 โรงเรียนท่าขอนยางพิทยาคม สังกัดองค์การบริหารส่วนจังหวัดมหาสารคาม ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2560 จำนวน 35 คน ซึ่งได้มาโดยวิธีการเลือกแบบเจาะจง (Purposive Sampling) ระยะเวลาในการทดลอง 9 สัปดาห์ 27 ชั่วโมง เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยได้แก่ 1) แบบสอบถามสภาพปัจจุบันและสภาพปัญหาการจัดกิจกรรมการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ 2) ชุดกิจกรรมเรื่อง สารละลายกรด-เบส  และ พลังงานความร้อน  จำนวน 9 เล่ม 3) แผนการจัดการเรียนรู้ประกอบชุดกิจกรรม เรื่อง สารละลายกรด-เบส  และ พลังงานความร้อน เพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ ด้วยการจัดการเรียนรู้โดยการปฏิบัติ (Active Learning) ร่วมกับกลวิธีการเรียนรู้แบบ KWL 4) แบบทดสอบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน จำนวน 30 ข้อ 5) แบบทดสอบความสามารถในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ 6) แบบประเมินความพึงพอใจของนักเรียนที่มีต่อการจัดการเรียนรู้โดยใช้ชุดกิจกรรม เรื่อง สารละลายกรด-เบส  และ พลังงานความร้อน เพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ ด้วยการจัดการเรียนรู้โดยการปฏิบัติ (Active Learning) ร่วมกับกลวิธีการเรียนรู้แบบ KWL สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล ได้แก่ ร้อยละ  ค่าเฉลี่ย  ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน  และทดสอบสมมติฐานด้วยสถิติ t-test (Dependent Sample) ระยะที่ 4 การประเมิน (Evaluation) การดำเนินการแบ่งออกเป็น 2 ขั้นตอน 1) การประเมินระหว่างการใช้ชุดกิจกรรม  2) การประเมินหลังการใช้ชุดกิจกรรม

           ผลการวิจัยพบว่า
          1. จากการสำรวจสภาพปัญหาและผลการจัดการเรียนการสอนกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์  พบว่า  นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 มีความต้องการพัฒนาทักษะและความสามารถในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์  
           2. ชุดกิจกรรม เรื่อง สารละลายกรด-เบส  และ พลังงานความร้อน เพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ ด้วยการจัดการเรียนรู้โดยการปฏิบัติ(Active Learning) ร่วมกับกลวิธีการเรียนรู้แบบ KWL  นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ที่พัฒนาขึ้น  มีประสิทธิภาพเท่ากับ  81.26/ 80.77
           3. การทดลองใช้ชุดกิจกรรม เรื่อง สารละลายกรด-เบส  และ พลังงานความร้อน เพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ ด้วยการจัดการเรียนรู้โดยการปฏิบัติ(Active Learning) ร่วมกับกลวิธีการเรียนรู้แบบ KWL ที่พัฒนาขึ้นพบว่า  นักเรียนมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน และมีความสามารถในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์หลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05
           4.  นักเรียนมีความพึงพอใจต่อการจัดการเรียนรู้  โดยใช้ชุดกิจกรรม เพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ ด้วยการจัดการเรียนรู้โดยการปฏิบัติ(Active Learning) ร่วมกับกลวิธีการเรียนรู้แบบ KWL โดยรวมและรายด้านอยู่ในระดับมาก