ขั้นนี้ ครูมีบทบาทในการนำนักเรียนเข้าสู่บทเรียน โดยอาจใช้สถานการณ์รอบตัวในการเชื่อมโยง และกระตุ้นให้นักเรียนระบุปัญหาที่ต้องการศึกษา โดยปัญหานั้นควรตั้งอยู่บนพื้นฐานของสิ่งที่เกิดขึ้นจริงและสามารถหาทางแก้ไขหรือพัฒนาโดยใช้ความรู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และควรเน้นให้นักเรียนวิเคราะห์ เป้าหมาย ความต้องการ และบริบทที่เกี่ยวข้องกับปัญหานั้นให้ชัดเจนเพื่อเป็นกรอบในการค้นคว้าต่อไป

ในขั้นนี้เป็นการรวบรวมข้อมูลจากแหล่งต่างๆ และระดมความคิดเพื่อใช้ในการแก้ไขหรือพัฒนาปัญหานั้น ภายใต้เป้าหมาย ความต้องการ และบริบทที่เกี่ยวข้องตามที่วิเคราะห์ไว้ในขั้นแรก โดยครูควรกระตุ้นให้นักเรียนวิเคราะห์ว่าจะหากจะแก้ปัญหาดังกล่าว นักเรียนควรจะรู้อะไร และจะหาความรู้เพิ่มได้อย่างไร รวมถึงเป็นที่ปรึกษาเมื่อนักเรียนมีประเด็นที่ไม่เข้าใจ

ในการออกแบบวิธีการหรือนวัตกรรมเพื่อพัฒนาหรือแก้ไขปัญหา ครูควรเน้นให้นักเรียนออกแบบวิธีการหรือนวัตกรรมที่สามารถนำไปปฏิบัติได้จริงโดยใช้ความรู้ด้านวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง และควรมีวิธีการแก้ปัญหามากกว่า 1 แบบ รวมถึงควรมีการจัดทำแผนผัง หรือขั้นตอนการปฏิบัติ เพื่อให้สามารถเห็นภาพได้อย่างชัดเจนและให้รายละเอียดที่พร้อมนำไปสร้างชิ้นงานหรือปฏิบัติได้จริง พร้อมเสนอแนะให้นักเรียนพิจารณาข้อดี ข้อด้อยของแต่ละแบบเพื่อเลือกแบบที่จะนำมาปฏิบัติ

ในขั้นนี้ครูควรกระตุ้นให้นักเรียนวางแผนการปฏิบัติงาน และผลที่คาดว่าจะได้รับในแต่ละขั้นตอน จากวิธีการหรือแบบที่ได้เลือกไว้ รวมถึงบันทึกผลการปฏิบัติงาน และการแก้ปัญหาต่างๆทุกครั้ง และหากพบปัญหาทางวิชาการเฉพาะด้าน ครูอาจเชิญผู้เชี่ยวชาญในด้านนั้นมาให้คำแนะนำแก่นักเรียน

ในขั้นนี้เป็นการทดสอบเพื่อหาผลลัพธ์ของวิธีการหรือชิ้นงานนั้น โดยครูควรให้ความสำคัญในการทดสอบผลลัพธ์ เพื่อให้ข้อเสนอแนะสำหรับการพัฒนาชิ้งานให้สมบูรณ์ และควรเน้นให้นักเรียนบันทึกผลการทดสอบ ปัญหาและอุปสรรค รวมถึงความไม่สมบูรณ์ของงาน เพื่อเป็นข้อมูลในการพัฒนาต่อไป และหากเป็นวิธีการหรือผลงานที่ต้องคำนึงถึงความปลอดภัย ครูควรเชิญผู้เชี่ยวชาญในด้านนั้นร่วมเป็นผู้ทดสอบและให้ข้อเสนอแนะ

โดยควรนำเสนอตามลำดับอย่างเป็นขั้นตอน ตั้งแต่ขั้นที่ 1 ถึงขั้นที่ห้า