信息技术的突飞猛进改变着社会各领域的生产方式,在教育方面,传统信息技术课堂与当代中小学生学习需求之间的矛盾日益加深,作为教师和研究者应该以培养学生核心素养为主导,打破传统教学的禁锢,更加关注学生的未来发展。本研究将以培养学生计算思维这一核心素养为目标,利用Scratch这款程序设计软件进行教学设计与实证研究。通过阅读和整理有关计算思维的大量文献,笔者对计算思维、Scratch、教学设计进行了概念界定、确立了相关理论基础。理清了美国、英国等国家培养计算思维教育的发展脉络,并从课程改革、教学改革、教学模式、教学方法、教学设计与应用五个方面对我国大学和中小学计算思维的发展做了综述。在教学实施前,笔者对学习者、教学内容、教学理念进行分析,希望对学生计算机方面进行启蒙教育。本研究构造了一个5*3的框架,横向上将计算思维分为分解、抽象、算法、概括、评估五个方面,纵向上将计算思维分为双基层、问题解决层、学科思维层三个层面。双基层除了掌握Scratch基础知识与基本技能外还要具备程序设计语言基础以及计算思维基础;在问题解决层笔者设计了一组计算思维训练单,在实际的问题解决中借助相应的学习策略提升学生的计算思维;在学科思维层学生不断地内化计算思维的概念并迁移到其他领域,能够形成相对稳定的思维方式。另外本研究还设计了多元的教学评价方式,从双基知识检测、计算思维评估、学生作品综合评估三个方面对学生进行评价。本研究采用调查研究法、访谈法、实验法、文献研究法来验证提出的假设,并通过分析前后测的数据、访谈内容、Scratch作品等内容对应用效果进行分析,得出了研究结论,并分析了此次研究中的不足与创新之处。在XG小学实习的三个月中笔者亲身实践,不仅详细记录了教学实施前后的过程,而且进行了教学总结与反思希望能够对后续的研究者提供帮助。