ในศตวรรษที่ 21 การพัฒนาทักษะเทคโนโลยีและการคิดเชิงคำนวณ (Computational Thinking) เป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการเตรียมความพร้อมของผู้เรียนให้สามารถดำรงชีวิตและประกอบอาชีพในยุคดิจิทัลได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตามนโยบายการศึกษาของกระทรวงศึกษาธิการ ประจำปีงบ ประมาณ พ.ศ. 2568-2569 ได้เน้นการ "เรียนดี มีความสุข" ให้เกิดผลสัมฤทธิ์ต่อผู้เรียนเป็นที่ประจักษ์ ภายใต้หลักการ "การศึกษาเพื่อความเป็นเลิศ และ การศึกษาเพื่อความมั่นคงของชีวิต" รัฐบาลได้กำหนดให้การพัฒนาทักษะดิจิทัลและการเรียนรู้เทคโนโลยีเป็นหนึ่งในแนวทางการขับเคลื่อนการศึกษาไทยในอนาคต โดยเฉพาะอย่างยิ่งการส่งเสริมให้ผู้เรียนมีทักษะการคิดแก้ปัญหา การคิดเชิงระบบ และการคิดเชิงคำนวณ ซึ่งเป็นทักษะพื้นฐานที่จำเป็นในยุคดิจิทัล การพัฒนาเหล่านี้สอดคล้องกับยุทธศาสตร์ชาติด้านการพัฒนาและเสริมสร้างศักยภาพทรัพยากรมนุษย์ที่เน้นการสร้างคนไทยให้มีทักษะการเรียนรู้ในศตวรรษที่ 21

หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560) ได้บรรจุ สาระที่ 4 เทคโนโลยี ลงในกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ซึ่งเป็นรายวิชาสำคัญที่ผู้เรียนต้องเรียนตั้งแต่ระดับประถมศึกษาปีที่ 1 ถึงมัธยมศึกษาปีที่ 6 มีเป้าหมายหลักในการพัฒนาทักษะการคิดเชิงคำนวณ การแก้ปัญหาอย่างเป็นระบบ และการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีอย่างสร้างสรรค์

การพัฒนาทักษะการคิดอย่างเป็นระบบ การแก้ปัญหาอย่างมีประสิทธิภาพ และการใช้เทคโนโลยีดิจิทัลอย่างสร้างสรรค์ ถือเป็นเป้าหมายสำคัญของการเรียนรู้ในศตวรรษที่ 21 หนึ่งในหัวข้อสำคัญที่ช่วยส่งเสริมทักษะเหล่านี้คือ "การออกแบบโปรแกรมด้วยผังงาน" ซึ่งเป็นเครื่องมือที่ช่วยให้นักเรียนฝึกคิดเป็นลำดับขั้นตอน สามารถอธิบายแนวทางการแก้ปัญหาได้อย่างเป็นระบบผ่านการใช้สัญลักษณ์มาตรฐานที่เข้าใจง่ายและสื่อความหมายชัดเจน  การเขียนผังงานเป็นพื้นฐานสำคัญของการคิดเชิงคำนวณ (Computational Thinking) ที่จำเป็นในรายวิชาออกแบบและเทคโนโลยี เนื่องจากช่วยให้นักเรียนสามารถแยกแยะปัญหาใหญ่เป็นส่วนย่อย วิเคราะห์ความสัมพันธ์เชิงเหตุผล และสร้างขั้นตอนการแก้ปัญหาอย่างเป็นระบบ

การออกแบบโปรแกรมด้วยผังงาน (Program Design using Flowchart) เป็นหนึ่งในสาระการเรียนรู้สำคัญ ที่มุ่งเน้นให้ผู้เรียนสามารถคิดอย่างเป็นลำดับขั้นตอน วิเคราะห์ปัญหาได้อย่างเป็นระบบ และสร้างผังงานเพื่อแสดงขั้นตอนการแก้ปัญหาได้อย่างชัดเจน ทักษะนี้เป็นพื้นฐานสำคัญที่นำไปสู่การเขียนโปรแกรมและการพัฒนาระบบคอมพิวเตอร์ในระดับที่สูงขึ้น สำหรับนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 การเรียนรู้เรื่องการออกแบบโปรแกรมด้วยผังงานจะช่วยพัฒนาทักษะการคิดเชิงตรรกะ การวิเคราะห์ปัญหา การแยกแยะส่วนประกอบของปัญหา และการสังเคราะห์วิธีแก้ปัญหาอย่างเป็นขั้นตอน นอกจากนี้ยังช่วยเตรียมความพร้อมสำหรับการเรียนรู้วิทยาการคำนวณในระดับที่สูงขึ้นอีกด้วย

จากการจัดการเรียนการสอนที่ผ่านมา พบว่านักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 จำนวนไม่น้อยยังมีปัญหาดังนี้ ขาดความเข้าใจในการลำดับขั้นตอน นักเรียนไม่สามารถจัดเรียงกิจกรรมหรือขั้นตอนการทำงานอย่างเป็นระบบ มีความสับสนในการใช้สัญลักษณ์ผังงาน ไม่เข้าใจความหมายและวิธีการใช้สัญลักษณ์มาตรฐาน และไม่สามารถเขียนผังงานได้อย่างถูกต้อง ส่งผลให้ไม่สามารถนำความรู้ไปประยุกต์ใช้ในการแก้ปัญหาจริงได้   ปัญหาเหล่านี้ส่งผลโดยตรงต่อผลการเรียน โดยจากผลการทดสอบทางการศึกษาระดับชาติขั้นพื้นฐาน (O-NET) รายวิชาวิทยาศาสตร์ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 ของโรงเรียนป่าไม้อุทิศ 4 พบว่าคะแนนเฉลี่ยยังอยู่ในระดับปานกลางและมีแนวโน้มลดลงจากปีที่ผ่านมา ซึ่งสะท้อนให้เห็นว่านักเรียนยังขาดทักษะในการคิดวิเคราะห์แบบลำดับขั้นตอนอย่างมีเหตุผล สลาย ปลังกลาง (2552: 31-32) กล่าวว่า "แบบฝึกหัดหรือแบบฝึกทักษะ หมายถึง สื่อการเรียนการสอนที่ใช้สำหรับให้ผู้เรียนฝึกความชำนาญในทักษะต่างๆ จนเกิดความคิดรวบยอดในเรื่องที่ฝึกและสามารถนำทักษะไปใช้ในการแก้ปัญหาได้"

ดังนั้น ครูผู้สอนจึงมีความสนใจในการพัฒนาและจัดกิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้แบบฝึกทักษะ เพื่อส่งเสริมการเรียนรู้ พัฒนาทักษะการคิด การแก้ปัญหา ใช้งานสัญลักษณ์ผังงานถูกต้อง เข้าใจการออกแบบโปรแกรมด้วยการเขียนผังงาน และเพื่อพัฒนาผลสัมฤทธิ์รายวิชา การออกแบบและเทคโนโลยี 6  เรื่อง การออกแบบด้วยการเขียนผังงาน ส่งผลให้ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของผู้เรียนเพิ่มขึ้นตามค่าเป้าหมายของโรงเรียน และมีผลการทดสอบทางการศึกษาระดับชาติขั้นพื้นฐาน (O-Net) รายวิชาวิทยาศาสตร์ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 สูงขึ้น และสามารถนำความรู้ไปใช้ในการแก้ปัญหาในชีวิตประจำวันได้ได้

        1) ศึกษาและวิเคราะห์หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง พุทธศักราช 2560) กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สาระที่ 4 เทคโนโลยี 

2) แลกเปลี่ยนเรียนรู้ทางวิชาชีพ เพื่อพัฒนาการจัดการเรียนการเรียนการสอนแบบ Active learning โดยใช้แผนการสอนคิด เพื่อแก้ปัญหาการจัดการเรียนการสอน เรื่อง การออกแบบโปรแกรมด้วยการเขียนผังงาน และยกระดับคะแนนผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน

3) ออกแบบโครงสร้างรายวิชา หน่วยการเรียนรู้ตามตัวชี้วัด/ผลการเรียนรู้และจัดทำแผนการจัดการเรียนรู้โดยใช้แผนการสอนคิดที่กำหนดกระบวนการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ Do now (ขั้นนำ) Purpose(ขั้นกำหนดเป้าหมาย) Work mode (ขั้นสอน) Reflective Thinking (ขั้นสรุป) และใช้เครื่องมือสอนคิด
ในการวัดและประเมินผล วิชาการออกแบบและเทคโนโลยี 6 สำหรับนักเรียนระดับชั้นประถมศึกษาปีที่ 6

4) นำแผนการสอนคิด ที่จัดทำขึ้นไปจัดกิจกรรมการเรียนรู้กับนักเรียนระดับชั้นประถมศึกษาปีที่ 6/1 โดยปรับกิจกรรมให้เหมาะสมกับบริบทที่สอน

5) บันทึกผลการเรียนรู้ของนักเรียน ที่เกิดขึ้นจากการกิจกรรมการเรียนรู้ และสะท้อนผลการเรียนรู้ให้นักเรียนทราบ และนำข้อมูลที่ได้ไปพัฒนาผลการเรียนรู้ให้นักเรียนบรรลุตามวัตถุประสงค์ที่ตั้งไว้

6) เมื่อประสบความสำเร็จในการแก้ไขปัญหา นำไปแลกเปลี่ยนเรียนรู้ทางวิชาชีพแก่ครูผู้สอนโรงเรียนป่าไม้อุทิศ 4