计算思维作为信息技术学科的核心素养之一,其培养的工具手段和教学方式日益受到关注。在本质上,计算思维是一种解决问题的思维方式,是学生利用计算机科学领域的思想方法,在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。有研究表明学生问题解决能力能显著影响学生的计算思维,并主张通过问题解决过程发展学生的计算思维,国外研究者据此提出“面向问题解决过程的计算思维框架”,并指出该框架可用于发展学生的计算思维。在具体实施路径方面,编程教育己成为培养学生计算思维的重要途径,因为编程不仅仅是编写代码,它还涉及到使用诸如抽象和分解之类的计算机科学概念来解决问题。另外己有文献揭示了计算机编程中的性别差异,并开始探索女生的计算思维培养问题,但数量相对较少。基于以上考虑,本研究旨在探索面向问题解决的教学框架在培养小学生计算思维方面的有效性,并关注学生计算思维发展过程中的性别差异。本研究以小学5年级学生为研究对象,以图形化编程软件Scratch为载体,以“面向问题解决过程的计算思维框架(简称IGGIA框架)”为理论基础,运用非对等控制组前后测准实验设计,探索该框架对小学生计算思维能力和态度的影响及其性别差异。本研究主要对学生的计算思维能力和态度进行评价,通过量表和作品分析评估学生的计算思维能力,通过问卷调查评估学生对计算思维的感知与态度,并结合半结构化焦点小组访谈,综合评估学生计算思维的发展情况。本研究主要围绕四个核心问题展开研究:其一,采用IGGIA框架能否有效提升小学生的计算思维能力?其二,采用IGGIA框架能否让男生和女生的计算思维能力达到相同水平?其三,采用IGGIA框架能否有效提升小学生的计算思维态度?其四,采用IGGIA框架能否让男生和女生的计算思维态度达到相同水平?通过教学实验,本文得出以下结论:采用面向问题解决的IGGIA框架,其一,显著提升了小学生的计算思维能力;其二,显著提升了男生和女生的计算思维能力,有效缩小了男生和女生的差距,使男生和女生的计算思维能力达到基本一致的状态;其三,对小学生的计算思维态度有显著的积极影响,尤其是对算法思维、批判性思维、问题解决方面的态度,对创造力和合作学习方面的态度虽有积极影响但不显著;其四,显著提升了男生和女生的计算思维态度,也未造成男生和女生计算思维态度的显著差异。相比之下,传统讲练法在提升小学生计算思维能力方面的效果不显著,且会加大性别差异现象,此外讲练法对小学生的计算思维态度没有积极影响。这些发现意味着,不仅仅是可视化编程工具的应用,而且更为重要的是基于建构主义的积极教学法更能对小学生计算思维的发展产生决定性影响。总体而言,采用面向问题解决的IGGIA框架开展Scratch编程活动可以让小学生充分参与问题解决的过程,在问题解决过程中发展小学生的计算思维能力和态度,是培养小学生计算思维的有效方式之一。本研究的结论丰富了计算思维培养方面的研究,对小学计算思维课程的设计与开发及教学实践有一定的借鉴意义。