随着现代计算机技术的日益发达,计算思维成为二十一世纪社会人才的必备技能,受到社会各界人士的高度重视。计算概念作为计算思维教学的核心内容之一,也受到广大一线信息技术教育工作者的重视。为了促进学生计算概念的理解,切实提高学生的计算思维能力,部分研究者把目光集中于选择合适的学习支架辅助学生的编程学习过程。在初中阶段,Python编程课程的普及为初中生计算概念理解提供合适的学习环境,但计算概念具有较高的抽象性,导致部分初中生存在计算概念理解上的困难,急需合适的学习支架支持概念的理解。可视化编程工具作为编程教学领域常用的学习支架,受到越来越多研究者的关注。本研究首先梳理了可视化编程工具和计算概念方面的相关文献,主要包括可视化编程工具的开发及其在教学中的应用研究现状,计算概念理解的方法与途径等,为后续的研究奠定基础;其次分析了经典的计算概念分类框架和可视化编程工具支持的教学模式,构建了面向初中Python课程的计算概念分类框架及可视化编程工具支持计算概念理解的教学模式;最后在分类框架和教学模式的指导下进行了教学设计,在某中学Python课堂上依据教学设计实施了教学实验,收集了学生作品、计算概念测试成绩等实验数据。通过上述工作的展开,本研究取得了多项成果。首先,本研究构建的可视化编程工具支持计算概念理解的教学模式及其指导下的教学设计,能够将可视化编程工具高效地融入Python课堂,取得了良好的教学效果;其次经过调查发现,学生对可视化编程工具也比较认可,使用可视化编程工具进行编程的积极性较高,能够积极主动地参与到课堂中;最后通过实验数据的分析,可以得出结论可视化编程工具能够有效地促进计算概念的理解,为编程教学开展提供了新的设计思路。