ความมุ่งหมายของการวิจัยนี้เพื่อเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ ทางการเรียนวิชาวิทยาศาสตร์และทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ โดยศึกษาแยกด้าน ของนักเรียนมัธยมศึกษาปีที่ 2 ที่ได้รับการสอน แบบสืบเสาะหาความรู้ที่ทำการทดลองแบบไม่กำหนดแนวทาง และกำหนดแนวทาง กลุ่มตัวอย่างที่ใช้เป็นนักเรียนนาฏศิลป์ชั้นปีที่ 2 ภาคเรียนที่ 1 ของวิทยาลัยนาฏศิลปอ่างทอง จำนวน 57 คน กลุ่มทดลองเรียนโดยทำการทดลองแบบไม่กำหนดแนวทาง กลุ่มควบคุมเรียนโดยทำการทดลองแบบกำหนดแนวทาง พบว่านักเรียน ที่ทำการทดลองแบบไม่กำหนดแนวทาง มีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน วิชาวิทยาศาสตร์ไม่แตกต่างกัน เมื่อแยกเปรียบเทียบทีละด้านพบว่า แตกต่างกัน 2 ด้าน คือ ด้านความรู้ความจำและด้านทักษะกระบวนการ ทางวิทยาศาสตร์ อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .041 และ .016 ตามลำดับผลสัมฤทธิ์ ด้านความเข้าใจและการนำไปใช้ นักเรียน ที่ทำการทดลองแบบไม่กำหนดทางกับนักเรียนที่ทำการทดลอง แบบกำหนดทางมีทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์แตกต่างกัน มีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .001 เมื่อแยกแต่ละด้าน พบว่า ไม่แตกต่างกัน 3 ด้าน คือ ทักษะการกำหนดนิยามเชิงปฏิบัติการ ทักษะการกำหนดและควบคุมตัวแปร และทักษะการตีความหมาย ข้อมูลและลงข้อสรุป ทักษะที่แตกต่างกันมีดังนี้ ทักษะการวัด แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .024 ทักษะการจัด กระทำและสื่อความหมายข้อมูลแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ที่ระดับ .045 ทักษะการทดลอง แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ทางสถิติที่ระดับ .007 ทักษะขั้นพื้นฐาน แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ทางสถิติที่ระดับ .006 ทักษะขั้นบูรณาการแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ทางสถิติที่ระดับ .032