计算思维作为信息化社会的一种重要能力,人人应该具备,以适应瞬息万变的信息时代。Scratch编程作为一款积木式编程工具,具有符合儿童的认知特点、趣味性界面操作简单、易于理解等特点,因而被广泛应用到小学生编程课程中以培养计算思维。然而,仅采用Scratch编程工具,容易使学生在不断试错中寻找正确的解决方案,容易忽视了问题分解、模式识别、程序化等思维的参与,在促进计算思维发展上具有一定的局限性。此外,目前Scratch编程教学模式,多是将计算思维作为一个整体进行培养,缺乏从思维过程出发对其核心要素的针对性培养。因此,本研究结合思维可视化工具,对Scratch编程环境进行优化,针对计算思维核心要素,对小学生编程学习活动进行分阶段、结构化设计。从思维过程视角,计算思维包括分解思维、抽象思维、程序化思维、迭代思维、概括评估五个核心要素。本研究针对这5个核心要素,分析编程问题解决过程,设计学生的编程学习活动。其中,针对分解思维,通过创设情境、引出问题,采用括号图支持学生问题分解过程,激发学生构思发想、分解问题;针对抽象思维,采用头脑风暴法,采用思维导图支持与引导学生分析问题与模式识别;针对程序化思维,采用程序流程图支持学生明确程序设计步骤与过程、制作原型;针对迭代思维,在Scratch编程工具中,学生在上述相关分析与设计的基础上,编写、调试、优化程序;针对概括评估,采用自评与互评活动,引导学生进行归纳总结、反思评价。为了验证该教学模式的有效性,本研究选取小学五年级的学生为教学对象开展了教学实践,将促进小学生计算思维发展的Scratch编程教学模式应用到课堂教学中,并通过计算思维量表、学习任务单进行了总结性评价和过程性评价。结果表明:计算思维的核心要素得到了明显的提升,同时验证了Scratch编程课程中应用思维可视化工具的有效性。本研究在Scratch编程中,借助思维可视化工具,有针对性地培养学生的分解思维、抽象思维以及程序化思维,使得计算思维的核心要素均得到发展,期望能够为培养小学生计算思维提供一定的指导与帮助。