การใช้แนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม หรือ STS ในการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ เกิดขึ้นในทุกประเทศทั่วโลก และมีวิธีการจัดการเรียนรู้ที่แตกต่างกันออกไป ซึ่ง Aikenhead (1994 อ้างถึงใน โชคชัย ยืนยง, 2550) ได้จำแนกการใช้ STS ในการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ 8 กลุ่ม ดังนี้
1) ใช้ STS สร้างแรงจูงใจในการเรียนวิทยาศาสตร์ การจัดการเรียนรู้ในกลุ่มนี้จะสร้างความสนใจให้กับหน่วยการเรียนทางวิทยาศาสตร์
2) การบูรณาการ STS เข้าไปในการเรียนรู้วิทยาศาสตร์แบบง่ายๆ การจัดการเรียนรู้ในกลุ่มนี้ใช้เวลาเพียง 1-2 ชั่วโมง ที่จัด STS ในเนื้อหาวิทยาศาสตร์ โดยอัตราส่วน STS กับเนื้อหาวิชาของวิทยาศาสตร์เป็น 5% กับ 95% แต่เนื้อหา STS ไม่ได้เรียงกลุ่มเชื่อมโยงกัน
3) การบูรณาการ STS เข้าไปในการเรียนรู้วิทยาศาสตร์แบบเต็มรูปแบบ การจัดการเรียนรู้ในกลุ่มนี้ใช้เวลาเพียง 1-2 ชั่วโมง ที่จัด STS ในเนื้อหาวิทยาศาสตร์ โดยอัตราส่วน STS กับเนื้อหาวิชาของวิทยาศาสตร์เป็น 10% กับ 90% แต่เนื้อหา STS มีการจัดลำดับเชื่อมโยงกัน
4) การเรียนวิทยาศาสตร์สาขาใดสาขาหนึ่งผ่านเนื้อหา STS การจัดการเรียนรู้ในกลุ่มนี้จะใช้ STS เป็นตัวช่วยในการลำดับเนื้อหาของวิทยาศาสตร์ ซึ่งเนื้อหาวิทยาศาสตร์ถูกเลืกมาสอนเพียงสาขาใดสาขาหนึ่งเท่านั้น โดยอัตราส่วน STS กับเนื้อหาวิชาของวิทยาศาสตร์เป็น 20% กับ 80%
5) การเรียนวิทยาศาสตร์ผ่านเนื้อหา STS การจัดการเรียนรู้ในกลุ่มนี้จะใช้ STS เป็นตัวช่วยในการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ โดยเนื้อหาวิทยาศาสตร์ที่ถูกเลือกมาสอน จะมีทุกสาขาวิชาขึ้นอยู่กับเนื้อหา STS โดยอัตราส่วน STS กับเนื้อหาวิชาของวิทยาศาสตร์เป็น 30% กับ 70%
6) การจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ด้วยเนื้อหา STS การจัดการเรียนรู้ในกลุ่มนี้จะเน้นเนื้อหา STS มีการประเมินความรู้นักเรียนทั้งเนื้อหา STS และเนื้อหาวิทยาศาสตร์
7) การบูรณาการเนื้อหาวิทยาศาสตร์เข้าไปในเนื้อหา STS การจัดการเรียนรู้ในกลุ่มนี้จะใช้ STS เป็นหลัก และจะกล่าวถึงความรู้วิทยาศาสตร์ในบางส่วนที่เกี่ยวข้องเท่านั้น การประเมินผลจะประเมินเนื้อหา STS เป็นหลัก ส่วนความรู้ทางวิทยาศาสตร์จะมีการประเมินเล็กน้อย โดยอัตราส่วนของ STS กับเนื้อหาของวิทยาศาสตร์เป็น 80% กับ 20%
8) การสอน STS การจัดการเรียนรู้ในกลุ่มนี้ จะเน้นเทคโนโลยีและสังคมเป็นหลัก ส่วนวิทยาศาสตร์เป็นเพียงตัวเชื่อมความสัมพันธ์ของเทคโนโลยีกับสังคมเท่านั้น การประเมินความรู้จะไม่มีการประเมินความรู้ทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียน
สรุปได้ว่าการจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ในโรงเรียนตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม มีประวัติความเป็นมาอันยาวนาน ด้วยเป้าหมายหลักที่ต้องการพัฒนาให้คนมีความรู้ความสามารถทางวิทยาศาสตร์ สามารถนำความรู้นั้นไปใช้ในชีวิตประจำวัน เข้าใจข้อเท็จจริง แนวคิด ความเชื่อมโยงของแนวคิดและมีทักษะกระบวนการที่เป็นพื้นฐานในการเรียนรู้และการคิดอย่างมีเหตุผล เข้าใจคุณค่าและข้อจำกัดของวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีที่มีต่อสังคม เข้าใจและรู้ถึงความสัมพันธ์ของวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม เพื่อแก้ปัญหาสังคมที่เกิดจากวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี ด้วยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
(1) การจัดการเรียนรู้ ตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสังคม ของ Yager (1993 อ้างถึงใน ชวนชื่น โชติไธสง, 2541 ) ประกอบด้วยขั้นตอนการจัดกิจกรรมได้ 3 ขั้นตอน ได้แก่
1. กำหนดหัวข้อการอภิปราย (The Subject Being Discussed) เป็นขั้นการสืบหาข้อมูลการอภิปรายจากกระแสความเป็นไปของท้องถิ่น ครอบครัวของนักเรียนแต่ละคน
2. รอเวลาให้ปรากฏ (The Use of Wait is Apparent) เป็นขั้นที่ให้นักเรียนเกิดกระบวนการของการตั้งคำถาม กำหนดความคิดที่ดี ๆ และพิจารณาความคิดที่ไม่มีคุณค่าในการตอบคำถาม
3. ปฏิบัติการร่วมกัน (The Cooperative Leaning) เป็นขั้นที่นักเรียนอภิปรายเกี่ยวกับปัญหาของแต่ละคน เพื่อหาข้อสรุปเป็นปัญหาร่วมกัน แล้วเสนอให้ครูพิจารณารับรองการทำงาน
(2) การจัดการเรียนรู้ ตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสังคม ของ Bryant (1995 อ้างถึงใน พัดชา เพิ่มพิพัฒน์, 2549) ประกอบด้วยกิจกรรม 6 ขั้นตอนในการพัฒนาความคิดรวบยอด กระบวนการและคุณลักษณะทางวิทยาศาสตร์ โดยครูผู้สอนจะเป็นผู้แนะนำ ช่วยเหลือให้นักเรียนทำตามขั้นตอนต่าง ๆ ดังนี้
1. ขั้นสงสัย (Wonder) คือการที่ครูผู้สอนใช้ปัญหาสังคมที่เกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี หรือประสบการณ์ที่เกี่ยวข้องกับตัวนักเรียน กระตุ้นให้นักเรียนเกิดความสงสัยและตั้งคำถามในสิ่งที่ตนสนใจ
2. ขั้นวางแผน (Plan) ในขั้นนี้นักเรียนจะวางแผนร่วมกันกับเพื่อนเป็นกลุ่มหรือทำด้วยตนเองเพื่อหาวิธีการค้นคว้าหาคำตอบสำหรับคำถามในขั้นสงสัย โดยใช้แหล่งความรู้ต่าง ๆ ที่หลากหลาย
3. ขั้นค้นหาคำตอบ (Investigate) เป็นการดำเนินการในการค้นคว้าหาคำตอบจากแหล่งข้อมูลต่าง ๆ ตามวิธีการที่ระบุไว้ในขั้นวางแผน โดยมีครูผู้สอนให้คำแนะนำ
4. ขั้นสะท้อนความคิดเห็น (Reflect) นักเรียนจะสะท้อนความคิดเกี่ยวกับการค้นคว้าและสรุปสาระที่ได้ศึกษาค้นคว้าและเรียนรู้จากขั้นค้นคว้าหาคำตอบ โดยครูผู้สอนจะแนะนำนักเรียนในการสรุปและเชื่อมโยงความคิด
5. ขั้นแลกเปลี่ยนประสบการณ์ (Share) เป็นขั้นตอนที่นักเรียนจะแลกเปลี่ยนสิ่งที่ได้เรียนรู้กับเพื่อน ๆ โดยการนำเสนอผลงานการค้นคว้าในรูปแบบที่น่าสนใจ
6. ขั้นนำไปปฏิบัติจริง (Act) คือขั้นตอนที่นักเรียนนำความรู้วิทยาศาสตร์ไปปฏิบัติจริงให้เกิดประโยชน์ต่อตนเอง และสังคมในรูปแบบต่าง ๆ เช่น การทำแผ่นพับ การจัดป้ายนิเทศ การจัดมุมวิทยาศาสตร์ และการจัดรายการเสียงตามสาย
(3) การจัดการเรียนรู้ ตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสังคม ของ Carin (1997 อ้างถึงใน ปิยะนุช เหลืองาม, 2552) ประกอบไปด้วยการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ 5 ขั้นตอน ดังนี้
1. ขั้นสืบค้น (Search) นักเรียนเลือกหัวข้อที่จะศึกษาจาก หนังสือ ตำรา การสาธิต กิจกรรมฝึกปฏิบัติ การไปทัศนศึกษา รายการ โทรทัศน์ หรือเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในชุมชน โดยระดมสมองเพื่อเลือกหัวข้อ จากนั้นจะร่วมกันตั้งคำถามเพื่อศึกษาเจาะลึกในเรื่องที่สนใจต้องการศึกษา คำถามอาจมีมากมาย แต่จะเลือกคำถามที่เป็นปัญหาหลักที่จะศึกษามาเพียง 1- 2 คำถาม
2. ขั้นแก้ปัญหา (Solve) ในขั้นนี้จุดเน้นอยู่ที่การใช้กลวิธีในการสืบเสาะหาความรู้ นักเรียนจะฝึกใช้แนวทางการวิจัยทดลองเพื่อตอบคำถามในเรื่องที่สนใจศึกษา ซึ่งนักเรียนจะต้องเป็นผู้ลงมือปฏิบัติ เก็บรวบรวมข้อมูล บันทึกผลด้วยตนเอง
3. ขั้นสร้างความรู้ (Create) จากการรวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูล นักเรียนสามารถสร้าง จัดกระทำและแสดงผลการค้นพบในรูปแบบต่างๆ เช่น การเขียนกราฟ แผนภูมิ หรือวิธีการอื่น ๆ
4. ขั้นแลกเปลี่ยนประสบการณ์ (Share) เป็นการเผยแพร่ข้อมูล นำเสนอผลการศึกษาค้นคว้าแก่กลุ่มเพื่อน โดยนำเสนอในรูปแบบต่าง ๆ เช่น การพูดปากเปล่า บรรยาย เขียนรายงาน และอื่นๆ
5. ขั้นนำไปปฏิบัติจริง (Action) นักเรียนนำผลที่ได้จากการศึกษาไปปฏิบัติ หรือนำเสนอข้อค้นพบแก่ผู้ที่เกี่ยวข้องเพื่อทำการแก้ไขปัญหาต่อไป โดยครูและนักเรียนอาจจัดการประชุมแบบพบปะ ชี้แจงปัญหาและข้อค้นพบ หรือเขียนจดหมายถึงบุคคลหรือหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง