งานวิจัยนี้มีเป้าหมายเพื่อ 1) สังเคราะห์องค์ความรู้เกี่ยวกับการพัฒนาอภิปัญญาในการเรียนการสอนวิชาวิทยาศาสตร์จากงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง 2) ศึกษาแนวทางการใช้การวิจัยเชิงปฏิบัติการเพื่อส่งเสริมนักศึกษาฝึกประสบการณ์วิชาชีพครูวิชาวิทยาศาสตร์ในการพัฒนาอภิปัญญาของนักเรียน 3) ประเมินอภิปัญญาของนักเรียนในชั้นเรียนวิชาวิทยาศาสตร์ก่อนและหลังการจัดการเรียนรู้ด้วยกลยุทธ์อภิปัญญา และ 4) ศึกษาความสัมพันธ์ของอภิปัญญาและผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของนักเรียนในชั้นเรียนวิชาวิทยาศาสตร์

วิธีการวิจัยประกอบไปด้วย 1) วิธีการที่ใช้ในการสังเคราะห์องค์ความรู้เกี่ยวกับการพัฒนาอภิปัญญาในการเรียนการสอนวิชาวิทยาศาสตร์ได้ดําเนินการโดยการเลือกและวิเคราะห์รายงานวิจัยที่ตีพิมพ์เมื่อไม่นานมานี้ในวารสารวิจัยและรายงานสืบเนื่องของการประชุมวิชาการโดยพิจารณาใน 4 ประเด็นได้แก่ กรอบแนวคิดอภิปัญญาที่ใช้ในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ศึกษากลยุทธ์อภิปัญญาที่ใช้ในการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ การวัดและการประเมินผลอภิปัญญาในห้องเรียนวิทยาศาสตร์ และการใช้อภิปัญญาในการพัฒนาผู้เรียนตามเป้าหมายของการสอนวิทยาศาสตร์2) วิธีการที่ใช้ในการวิจัยเพื่อศึกษาแนวทางการใช้การวิจัยเชิงปฏิบัติการเพื่อส่งเสริมนักศึกษาฝึกประสบการณ์วิชาชีพครูวิชาวิทยาศาสตร์ (n = 5) ในการพัฒนาอภิปัญญาของนักเรียน (5 ห้องเรียน ประมาณ 20 – 40 คน ต่อห้องเรียน) ใช้การวิจัยเชิงปฏิบัติการ PAOR 3 วงจรที่มีเป้าหมายต่างกันซึ่งประกอบไปด้วย วงจร 1 การพัฒนาความรู้เชิงอภิปัญญาและแนวทางการสอนด้วยกลยุทธ์อภิปัญญา วงจร 2 การพัฒนาทักษะการเขียนแผนการจัดการเรียนการสอนด้วยกลยุทธ์อภิปัญญา (6 – 7 แผน) และวงจร 3 การปฏิบัติการสอนในห้องเรียนจริง(14 – 16 ชั่วโมง ถึง 4 สัปดาห์) 3) วิธีการที่ใช้ในการวิจัยเพื่อประเมินอภิปัญญาของนักเรียนในชั้นเรียนวิทยาศาสตร์ดําเนินการโดยการประเมินอภิปัญญาก่อนและหลังการจัดการเรียนการสอนโดยการใช้กลยุทธ์อภิปัญญาซึ่งใช้แบบประเมินอภิปัญญามาตรฐานร่วมกับการรวบรวมข้อมูลเชิงคุณภาพเพื่อตรวจสอบแบบสามเส้า และ 4) วิธีการที่ใช้ในการวิจัยเพื่อศึกษาความสัมพันธ์ของอภิปัญญาและผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของนักเรียนในชั้นเรียนวิชาวิทยาศาสตร์ดําเนินการโดยการใช้แบบวัดมาตรฐานอภิปัญญา MAI และแบบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน

ผลการวิจัยพบว่า 1) การวิจัยเกี่ยวกับอภิปัญญาในทางวิทยาศาสตร์ศึกษาแบ่งออกเป็น 3 แนวทาง ได้แก่ การใช้แนวคิดเกี่ยวกับองค์ประกอบของอภิปัญญาในบริบทเดิมตามต้นฉบับการใช้แนวคิดขององค์ประกอบของอภิปัญญาเชิงประยุกต์ในบริบทเฉพาะสําหรับการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ และการใช้อภิปัญญาในการพัฒนาผู้เรียนตามเป้าหมายทางวิทยาศาสตร์ศึกษา 2) ได้สรุปแนวทางในการวิจัยเชิงปฏิบัติการ 3 วงจร เพื่อพัฒนานักศึกษาฝึกประสบการณ์วิชาชีพครูวิทยาศาสตร์และได้อภิปรายไว้3) คะแนนอภิปัญญาหลังเรียนของนักเรียนจํานวน 5 ห้องเรียนเพิ่มขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับก่อนเรียนและเพิ่มขึ้นแตกต่างกัน และ 4) คะแนนอภิปัญญาหลังเรียนและผลสัมฤทธิ์หลังเรียนสัมพันธ์กันในทางบวกทั้งหมด ความแตกต่างกันของบริบทของแต่ละโรงเรียนอาจจะส่งผลทําให้ได้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันตามที่ได้อภิปรายไว้