การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน และความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์ เรื่อง กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน โดยใช้การจัดการเรียนรู้ด้วยกระบวนการแบบสืบเสาะ (5E) ร่วมกับกลวิธีแก้ปัญหาเชิงตรรกะของเฮลเลอร์และเฮลเลอร์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4/2 โรงเรียนนวมินทราชูทิศ ทักษิณ จังหวัดสงขลา จำนวน 39 คน ได้จากวิธีเลือกแบบเฉพาะเจาะจง เครื่องมือที่ใช้ในในการวิจัย ประกอบด้วย แผนการจัดการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ (5E) แผนการจัดการเรียนรู้โดยใช้กลวิธีแก้ปัญหาเชิงตรรกะของเฮลเลอร์และเฮลเลอร์ และแบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์ วิเคราะห์ข้อมูลโดยใช้สถิติ ได้แก่ ร้อยละ ค่าเฉลี่ย ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน คะแนนพัฒนาการสัมพัทธ์ และสถิติทดสอบทีแบบ 2 กลุ่มที่ไม่เป็นอิสระต่อกัน ผลการวิจัยพบว่าเมื่อใช้แผนการจัดการเรียนเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ (5E) ร่วมกับแผนการจัดการเรียนรู้โดยใช้กลวิธีแก้ปัญหาเชิงตรรกะของเฮลเลอร์และเฮลเลอร์ เรื่อง กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน ความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาฟิสิกส์หลังการเรียนรู้โดยใช้กลวิธีแก้ปัญหาเชิงตรรกะของเฮลเลอร์และเฮลเลอร์สูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .001 ส่งผลให้นักเรียนมีความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาฟิสิกส์สูงขึ้นร้อยละ 71.8 ซึ่งมีพัฒนาการอยู่ในระดับสูง