จากการวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนในวิชาวิทยาศาสตร์ ทั้งในระดับชั้นเรียน โรงเรียน ในปีการศึกษาที่ผ่านมาพบว่ามีผลสัมฤทธิ์ที่ค่อนข้างต่ำ ซึ่งรวมถึงรายวิชาวิทยาศาสตร์ชีวภาพ ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4  โดยเฉพาะเรื่อง การลำเลียงสารเข้าและออกจากเซลล์ 

                 จากที่กล่าวมาข้างต้นทำให้เกิดปัญหาด้านผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของนักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่  4  มีค่าเฉลี่ยต่ำกว่าเกณฑ์ที่โรงเรียนกำหนด คือ ร้อยละ 65 โดยการตรวจ แบบฝึกหัด/ใบกิจกรรม/ชิ้นงานของนักเรียน สะท้อนให้เห็นถึงคะแนนผลสัมฤทธิ์ค่อนข้างต่ำกว่าเกณฑ์ที่กำหนดไว้ สอดคล้องกับปัญหาการเรียนรู้ถดถอย ซึ่งนักเรียนขาดพื้นฐานความรู้และประสบการณ์ ทักษะที่ควรรู้และต้องรู้ อาจกล่าวได้ว่าการออกแบบการเรียนรู้ในรูปแบบเดิมไม่ส่งเสริม พัฒนาองค์ความรู้ของนักเรียน เพื่อให้ผู้เรียนได้ฝึกทักษะที่หลากหลาย การกำหนดเป้าประสงค์และเครื่องมือที่ชัดเจนในการส่งเสริมให้ผู้เรียนมีความสามารถในการคิดอย่างเป็นระบบ รู้จักการคิดวิเคราะห์ และการคิดเชิงสร้างสรรค์ ครูผู้สอนจึงศึกษา ค้นคว้า นวัตกรรมทางการเรียนรู้เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว ทั้งนี้จากการศึกษาเอกสารและงานวิจัยต่าง ๆ พบว่า การจัดการเรียนรู้แบบ Active Learning เป็นการจัดการเรียนรู้ที่เน้นให้นักเรียนได้ลงมือปฏิบัติ ฝึกทักษะกระบวนการอย่างเป็นขั้นตอน และสร้างองค์ความรู้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

                Active Learning เป็นกระบวนการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดการสร้างสรรค์ทางปัญญา (Constructivism) ที่เน้นกระบวนการเรียนรู้มากกว่าเนื้อหาวิชา เพื่อช่วยให้ผู้เรียนสามารถเชื่อมโยงความรู้ หรือสร้างความรู้ให้เกิดขึ้นในตนเอง ด้วยการลงมือปฏิบัติจริงผ่านสื่อหรือกิจกรรมการเรียนรู้ ที่มีครูผู้สอนเป็นผู้แนะนำ กระตุ้น หรืออำนวยความสะดวก  ให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้ขึ้น โดยกระบวนการคิดขั้นสูง กล่าวคือ ผู้เรียนมีการวิเคราะห์  สังเคราะห์ และการประเมินค่าจากสิ่งที่ได้รับจากกิจกรรมการเรียนรู้ ทำให้การเรียนรู้เป็นไปอย่างมีความหมายและนำไปใช้ในสถานการณ์อื่น ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ (สถาพร  พฤฑฒิกุล, 2558)

                   ด้วยเหตุนี้ เพื่อช่วยแก้ไขปัญหาการเรียนรู้ถดถอย จากที่กล่าวมาข้างต้นครูผู้สอนจึงศึกษาเพื่อพัฒนาและแก้ไขปัญหาคะแนนผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน โดยกระบวนการจัดการเรียนรู้แบบ Active Learning ที่เน้นผู้เรียนเป็นศูนย์กลาง เน้นกระบวนการคิด การร่วมมือ กระตุ้นให้ผู้เรียนเกิดความมุ่งมั่นในการเรียนและการทำงาน เกิดความท้าทายและสนุกกับการเรียน และจะส่งผลให้ผู้เรียนพัฒนาคะแนนผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนให้ดียิ่งขึ้น ในรูปแบบเครื่องมือสอนคิด ที่กำหนดกระบวนการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ Do now (ขั้นนำ) Purpose (ขั้นกำหนดเป้าหมาย) Work mode (ขั้นสอน) Reflective Thinking (ขั้นสรุป) และใช้เครื่องมือสอนคิดในการวัดและประเมินผลรายวิชาวิทยาศาสตร์ชีวภาพ สำหรับนักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4

                    1. ศึกษาหลักสูตรการศึกษาขั้นพื้นฐานแกนกลาง สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4

                    2. แลกเปลี่ยนเรียนรู้ทางวิชาชีพ เพื่อพัฒนาการจัดการเรียนการเรียนการสอนแบบ Active learning โดยใช้แผนการสอนคิด เพื่อแก้ปัญหาการเรียนรู้ที่ถดถอยและยกระดับคะแนนผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน 

                    3. ออกแบบโครงสร้างรายวิชา หน่วยการเรียนรู้ตามตัวชี้วัด/ผลการเรียนรู้ และจัดทำแผนการจัดการเรียนรู้โดยใช้แผนการสอนคิด ที่กำหนดกระบวนการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ Do now (ขั้นนำ) Purpose(ขั้นกำหนดเป้าหมาย) Work mode (ขั้นสอน) Reflective Thinking (ขั้นสรุป) และใช้เครื่องมือสอนคิดในการวัดและประเมินผล เรื่อง การลำเลียงสารเข้าและออกจากเซลล์สำหรับนักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 

                    4. นำแผนการสอนคิด ที่จัดทำขึ้นไปจัดกิจกรรมการเรียนรู้กับนักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 โดยปรับกิจกรรมให้เหมาะสมกับบริบทที่สอน

                    5. บันทึกผลการเรียนรู้ของนักเรียน ที่เกิดขึ้นจากการกิจกรรมการเรียนรู้ และสะท้อนผลการเรียนรู้ให้นักเรียนทราบ และนำข้อมูลที่ได้ไปพัฒนาผลการเรียนรู้ให้นักเรียนบรรลุตามวัตถุประสงค์ที่ตั้งไว้ 

                    6. เมื่อประสบความสำเร็จในการแก้ไขปัญหา นำไปแลกเปลี่ยนเรียนรู้ทางวิชาชีพแก่ครูผู้สอนโรงเรียนป่าไม้อุทิศ 4