การวิจัยครั้งนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อพัฒนาโมเดลการศึกษาการเปลี่ยนแปลงคุณลักษณะทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียน และทำการทดสอบความไม่แปรเปลี่ยนระหว่างเวลา ความไม่แปรเปลี่ยนระหว่างกลุ่มของโมเดลที่ผู้วิจัยพัฒนาขึ้น โมเดลประกอบด้วยตัวแปรสังเกตได้ 14 ตัวแปร และตัวแปรแฝง4 ตัวแปร ได้แก่ลักษณะนักเรียน สภาพแวดล้อมทางครอบครัวคุณลักษณะทางวิทยาศาสตร์ก่อนเรียน และคุณลักษณะทางวิทยาศาสตร์หลังเรียน กลุ่มตัวอย่างประกอบด้วยนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1ที่อยู่ในโรงเรียนสังกัดกรมสามัญศึกษา ในกรุงเทพมหานคร และในจังหวัดกำแพงเพชรที่อยู่ในอำเภอเมืองและนอกเขตอำเภอเมืองจำนวนทั้งสิ้น 450 คน ผลการทดสอบ พบว่า โมเดลศึกษาการเปลี่ยนแปลงคุณลักษณะทางวิทยาศาสตร์ที่ผู้วิจัยได้พัฒนาขึ้น มีความสอดคล้องกับข้อมูลเชิงประจักษ์ ผลการทดสอบไค-สแควร์ มีค่า 46.90 ที่องศาอิสระ=52 GFI=.99 P=.67 ผลการทดสอบความไม่แปรเปลี่ยนระหว่างเวลาของโมเดลการวัดคุณลักษณะทางวิทยาศาสตร์ พบว่าโมเดลมีความไม่แปรเปลี่ยนระหว่างเวลา แสดงให้เห็นว่าการวัดการเปลี่ยนแปลงทั้ง 2 ครั้งเป็นการวัดตัวแปรแฝงตัวเดียวกัน ส่วนผลการทดสอบความไม่แปรเปลี่ยนระหว่างกลุ่มพบว่าโมเดลยังไม่สอดคล้องกับข้อมูลเชิงประจักษ์ ผลการศึกษาและเปรียบเทียบความแตกต่างของคะแนนการเปลี่ยนแปลงระหว่างกลุ่มด้วยสถิติวิเคราะห์ความแปรปรวนแบบทางเดียวและการทดสอบภายหลัง พบว่า ค่ามัชฌิมเลขคณิตของคะแนนการเปลี่ยนแปลงคุณลักษณะทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนที่ศึกษาในกรุงเทพมหานคร สูงกว่านักเรียนที่ศึกษาในจังหวัดกำแพงเพชรที่อยู่นอกเขตอำเภอเมือง อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05