ศึกษา วิเคราะห์ วิธีการแยกสาร งานและกำลัง เครื่องกลอย่างง่าย พลังงานกล กฎการอนุรักษ์พลังงาน ลักษณะของชั้นหน้าตัดดิน กระบวนการเกิดดิน ปัจจัยที่ทำให้ดินมีลักษณะและสมบัติแตกต่างกัน การตรวจวัดสมบัติบางประการของดินและการใช้ประโยชน์ดิน กระบวนการเกิดแหล่งน้ำผิวดินและแหล่งน้ำใต้ดิน การใช้น้ำอย่างยั่งยืนในท้องถิ่น กระบวนการเกิดเชื้อเพลิง ซากดึกดำบรรพ์ สมบัติของเชื้อเพลิงและซากดึกดำบรรพ์ การใช้ประโยชน์จากเชื้อเพลิงและซากดึกดำบรรพ์และผลกระทบจากการใช้เชื้อเพลิงและซากดึกดำบรรพ์ พลังงานทดแทน กระบวนการผุพังอยู่กับที่ การกร่อน และการสะสมตัวของตะกอน กระบวนการเกิดและผลกระทบของน้ำท่วม การกัดเซาะชายฝั่ง ดินถล่ม หลุมหยุบ แผ่นดินทรุด โครงสร้างภายในโลกตามองค์ประกอบทางเคมี
 เพื่อให้ให้ผู้เรียนเกิดความรู้ ความเข้าใจ สามารถสื่อสารสิ่งที่เรียนรู้มีความสามารถในการตัดสินใจ การแก้ปัญหา การนำความรู้ไปใช้ในชีวิตประจำวัน มีจิตวิทยาศาสตร์ จริยธรรม คุณธรรม และค่านิยมที่เหมาะสม
 ผู้เรียนเกิดการคิดวิเคราะห์ คิดแก้ปัญหา มีทักษะในศตวรรษที่ 21 และได้รับการพัฒนาสู่มาตรฐานสากล ได้แก่ การตั้งคำถาม /สมมติฐาน (Hypothesis Formulation) การสืบค้นความรู้และสารสนเทศ (Searching for Information) การสร้างองค์ความรู้ (Knowledge Formation) การสื่อสารและนำเสนออย่างมีประสิทธิภาพ (Effective Communication) การบริการสังคมและ จิตสาธารณะ (Public Service ) บนพื้นฐานหลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง