小学信息技术课堂中编程思维与问题解决能力协同发展的教学模式（小学信息技术学科）教学研究课题报告

小学信息技术课堂中编程思维与问题解决能力协同发展的教学模式（小学信息技术学科）教学研究课题报告目录一、小学信息技术课堂中编程思维与问题解决能力协同发展的教学模式（小学信息技术学科）教学研究开题报告二、小学信息技术课堂中编程思维与问题解决能力协同发展的教学模式（小学信息技术学科）教学研究中期报告三、小学信息技术课堂中编程思维与问题解决能力协同发展的教学模式（小学信息技术学科）教学研究结题报告四、小学信息技术课堂中编程思维与问题解决能力协同发展的教学模式（小学信息技术学科）教学研究论文小学信息技术课堂中编程思维与问题解决能力协同发展的教学模式（小学信息技术学科）教学研究开题报告一、研究背景与意义

数字浪潮席卷而来，人工智能、大数据等技术重构着社会生产与生活图景，编程思维与问题解决能力已成为个体适应未来社会的核心素养。小学阶段作为思维发展的奠基期，信息技术课堂承载着培养数字时代原住民关键能力的使命。2022年版《义务教育信息科技课程标准》明确将“计算思维”“数字化学习与创新”列为核心素养，强调通过信息技术教育发展学生的逻辑推理、系统分析和问题解决能力，这为编程思维与问题解决能力的协同培养提供了政策依据。然而，当前小学信息技术课堂的实践却呈现出另一番图景：部分教师仍停留在软件操作技能的层面，将编程教学简化为“拖拽积木”的机械模仿，忽视了对学生思维过程的引导；教学内容与生活实际脱节，学生难以将编程知识迁移到真实问题情境中；教学模式以教师讲授为主，学生自主探究、合作解决问题的机会匮乏。这种“重技术轻思维”“重结果轻过程”的教学倾向，导致编程思维与问题解决能力的发展割裂，学生虽能掌握基础指令，却难以在面对复杂问题时进行系统性拆解、创造性设计。从个体成长维度看，小学阶段是儿童好奇心、求知欲最为旺盛的时期，也是逻辑思维从具体形象向抽象逻辑过渡的关键期。在这一阶段通过编程学习激发思维活力，不仅能培养学生的耐心与专注力，更能让他们在“发现问题—分析问题—设计方案—验证优化”的循环中，体验问题解决的完整过程，形成敢于尝试、勇于修正的学习品质。从教育改革视角看，协同发展编程思维与问题解决能力，是对传统信息技术课堂的深层革新——它要求教师从“知识传授者”转变为“思维引导者”，从“技能训练场”转向“问题解决实验室”，最终实现从“教会操作”到“学会思考”的转型。这种转型不仅回应了新时代对创新人才的迫切需求，更赋予了信息技术教育“育人为本”的深层内涵：当学生学会用编程的眼光观察世界，用逻辑的工具拆解难题，他们收获的不仅是技术能力，更是一种面对未知时的自信与从容。因此，探索编程思维与问题解决能力协同发展的教学模式，既是落实新课标要求的必然路径，也是小学信息技术教育实现从“工具应用”向“素养培育”跨越的关键突破，其理论价值在于丰富信息技术课堂的思维培养体系，实践意义则为一线教师提供了可操作、可复制的教学范式，最终让每个孩子都能在数字时代的浪潮中，拥有思考的力量与解决问题的勇气。

二、研究目标与内容

本研究旨在构建小学信息技术课堂中编程思维与问题解决能力协同发展的教学模式，通过理论与实践的深度融合，探索二者相互促进、螺旋上升的培养路径，最终实现学生核心素养的全面发展。具体而言，研究目标包含三个层面：在理论层面，系统梳理编程思维与问题解决能力的核心要素及其内在关联机制，明确二者在小学阶段的培养重点与衔接点，为教学模式构建提供坚实的理论支撑；在实践层面，设计一套包含教学目标、实施流程、活动设计、评价体系在内的协同发展教学模式，并通过课堂实践检验其有效性与可行性；在推广层面，提炼可操作的教学策略与资源包，为小学信息技术教师提供实践参考，推动区域教学质量的整体提升。围绕上述目标，研究内容将从五个维度展开：一是理论基础研究，深入剖析编程思维的内涵（包括分解、抽象、算法、评估四大核心要素）与问题解决能力的结构（涵盖问题识别、方案设计、资源整合、反思优化等环节），结合小学生的认知发展特点，厘清二者在思维逻辑、能力要求上的交叉点与互补性，例如编程思维中的“分解”能力可直接迁移到问题解决的“拆解复杂任务”环节，而问题解决中的“真实情境需求”又为编程的“算法设计”提供了明确导向。二是现状调查与需求分析，通过问卷、访谈、课堂观察等方式，调研当前小学信息技术课堂中编程思维与问题解决能力的教学现状，包括教师对协同培养的认知程度、现有教学方法的优势与不足、学生在两类能力发展上的具体表现，同时收集师生对协同发展教学模式的期待与建议，为模式设计提供现实依据。三是教学模式构建，基于“情境驱动—问题导向—思维嵌入—实践迭代”的设计理念，构建协同发展教学模式的四维框架：在目标维度，明确每节课的编程思维培养点（如“通过Scratch动画设计理解循环结构”）与问题解决能力训练点（如“针对角色运动轨迹问题设计多种解决方案”）；在内容维度，开发贴近小学生生活的真实问题情境（如“用编程设计校园垃圾分类提醒系统”“为班级活动制作智能报名小程序”），将编程知识嵌入问题解决的全过程；在过程维度，设计“情境导入—问题拆解—编程探索—方案优化—成果展示—反思迁移”的教学流程，强调在“做中学”“思中悟”，例如在“校园导航程序”设计中，学生需先实地考察校园布局（问题识别），用流程图分解导航步骤（思维分解），再通过Scratch实现路径规划（编程实践），最后测试并优化导航逻辑（反思迭代）；在评价维度，建立包含过程性评价（如思维导图、方案草图、编程日志）与结果性评价（如程序功能完整性、问题解决创新性）的多元评价体系，关注学生思维发展的轨迹而非仅关注程序运行结果。四是实践验证与效果分析，选取2-3所小学开展为期一学年的教学实验，设置实验班（采用协同发展教学模式）与对照班（采用传统教学模式），通过前后测数据对比（编程思维测评量表、问题解决能力测试任务）、课堂实录分析、学生作品评估等方式，检验模式对学生两类能力发展的影响，同时通过教师访谈、学生反馈收集模式实施过程中的困难与改进建议。五是教学策略与资源开发，基于实践结果，提炼协同发展的关键教学策略（如“情境创设策略：用学生熟悉的真实问题激发探究欲望”“思维可视化策略：通过流程图、思维导图辅助问题拆解与编程设计”），并配套开发教学案例集、微课视频、编程任务库等资源，形成可推广的教学支持体系。通过上述研究内容的系统推进，本研究将实现从理论建构到实践落地的闭环探索，为小学信息技术课堂的素养培育提供新路径。

三、研究方法与技术路线

本研究采用理论研究与实践探索相结合、定量分析与定性分析相补充的研究思路，通过多元方法的协同运用，确保研究结果的科学性与实用性。文献研究法是理论基础构建的核心方法，系统梳理国内外编程思维、问题解决能力及相关教学模式的研究成果，通过中国知网（CNKI）、WebofScience等数据库检索近十年相关文献，重点关注小学信息技术教育领域关于思维培养的实证研究、教学模式创新案例，对编程思维的培养路径、问题解决能力的评价工具、协同发展的理论框架等进行归纳与评述，明确本研究的切入点与创新点。调查研究法用于把握现实需求与现状，以小学信息技术教师、3-6年级学生为研究对象，编制《小学信息技术课堂编程思维与问题解决能力教学现状调查问卷》，问卷内容包括教师对两类能力的认知、教学方法使用频率、教学困难感知、学生编程学习兴趣与自我效能感等维度；同时选取10名骨干教师、20名学生进行半结构化访谈，深入了解教师在实际教学中协同培养的实践经验与困惑，学生对编程学习中问题解决过程的真实感受，为教学模式设计提供现实依据。行动研究法则贯穿实践验证的全过程，与实验教师组成研究共同体，遵循“计划—实施—观察—反思”的螺旋式上升路径：在准备阶段共同制定教学设计方案，明确每节课的协同培养目标与实施要点；在实施阶段，教师按照设计方案开展教学，研究者通过课堂观察记录教学过程中的师生互动、学生思维表现、活动实施效果，收集教学日志、学生作品、课堂录像等资料；在反思阶段，基于观察数据与学生反馈，共同分析教学设计的优势与不足，调整活动流程、优化问题情境、改进评价方式，例如在“智能浇水系统”项目实践中，发现学生对传感器原理理解困难，后续补充实物演示与模拟实验，帮助学生建立抽象概念与具体应用的联结，通过3-4轮迭代，逐步完善教学模式的实践形态。案例研究法则聚焦典型课例的深度剖析，选取实验班中具有代表性的教学单元（如“Scratch游戏设计”“Python基础入门”），从问题情境设计、思维引导策略、学生探究过程、问题解决效果等维度进行细致分析，揭示协同发展教学模式在不同教学内容、不同年级段的具体实施路径，形成可借鉴的实践范例。准实验法用于检验教学模式的有效性，选取2所办学水平相当的学校，设置实验班与对照班，实验班采用协同发展教学模式，对照班采用常规教学方法，在实验前后分别使用《小学生编程思维能力测评量表》（包含分解、抽象、算法、评估四个维度）与《小学生问题解决能力测试任务》（如“设计班级活动策划方案并实现简单程序”）进行数据收集，通过SPSS软件对前后测数据进行独立样本t检验、协方差分析，比较两组学生在两类能力发展上的差异，量化评估教学模式的效果。技术路线遵循“准备—实施—总结”的三阶段逻辑：准备阶段（第1-2个月），完成文献综述，构建理论框架，设计调查问卷与访谈提纲，开展现状调查并分析数据，形成教学模式初稿；实施阶段（第3-8个月），选取实验班级开展教学实践，同步进行行动研究、案例收集与数据采集，通过迭代优化完善教学模式，并完成中期评估；总结阶段（第9-12个月），对实验数据进行统计分析，提炼教学策略与资源包，撰写研究报告，形成具有推广价值的研究成果。整个技术路线强调理论与实践的动态互动，既以理论指导实践设计，又以实践反哺理论完善，确保研究过程的系统性与研究成果的实用性。

四、预期成果与创新点

本研究将通过系统探索，形成兼具理论深度与实践价值的成果，同时突破现有研究的局限，为小学信息技术教育提供创新性范式。预期成果涵盖理论建构、实践模型与推广资源三个维度：理论层面，将完成《小学信息技术课堂编程思维与问题解决能力协同发展研究报告》，系统阐述二者协同培养的内在逻辑与实现路径，在《中国电化教育》《中小学信息技术教育》等核心期刊发表2-3篇学术论文，提出“思维—能力双螺旋发展”理论框架，填补小学阶段两类能力协同培养的研究空白；实践层面，将构建“情境—问题—思维—实践”四维协同教学模式，包含分年级教学目标体系（如三年级侧重“问题分解与指令对应”，五年级强化“算法优化与方案迭代”），配套开发《小学编程思维与问题解决能力协同教学案例集》（涵盖“校园智能导览”“垃圾分类小程序”等20个真实情境案例），制作系列微课视频（15节，聚焦思维引导技巧与问题解决策略），并设计《小学生编程思维与问题解决能力评价量表》（含观察记录表、学生自评互评表、作品评价指标）；推广层面，形成《教师协同发展教学实施指南》，包含教学方法、活动设计、评价工具等实操内容，通过区域教研活动、教师工作坊等形式推广至10所以上小学，惠及师生2000余人，推动区域信息技术课堂从“技能教学”向“素养培育”转型。

创新点体现在理论、实践与价值三个层面：理论创新上，突破“编程思维即逻辑思维”的单一认知，揭示编程思维中的“抽象”能力与问题解决中的“资源整合”能力、“评估”能力与“反思优化”能力的双向互动机制，提出“以编程思维为工具、以问题解决为目标”的协同培养逻辑，为小学信息技术教育提供了新的理论视角；实践创新上，创设“真实问题链驱动”的教学情境，将编程知识嵌入“发现问题—分析问题—设计方案—实现优化—迁移应用”的问题解决全流程，例如在“班级图书角管理系统”项目中，学生需先调研图书借阅痛点（问题识别），用思维导图拆解管理需求（思维分解），再通过Scratch实现借阅登记、提醒功能（编程实践），最后测试并优化系统漏洞（反思迭代），这种“做中学、思中悟”的模式实现了两类能力在真实任务中的自然融合；方法创新上，构建“过程可视化+结果多元化”的评价体系，通过“编程思维轨迹记录册”（包含学生的问题拆草图、算法设计稿、调试过程日志）捕捉思维发展细节，结合“问题解决成果展示会”（程序功能演示、设计思路分享、同伴互评）关注能力应用效果，改变了传统教学中“重程序运行结果、轻思维发展过程”的评价倾向；价值创新上，将信息技术教育从“技术工具应用”升华为“思维习惯培育”，当学生学会用编程思维拆解生活中的复杂问题（如“如何设计课间活动计时器”），他们收获的不仅是编程技能，更是一种面对未知时的系统思考能力与创造性解决问题的勇气，这正是数字时代人才培养的核心诉求。

五、研究进度安排

本研究周期为12个月，分为准备、实施与总结三个阶段，各阶段任务环环相扣、逐步深化，确保研究有序推进。准备阶段（第1-3个月）：聚焦理论基础与现实需求，完成文献综述（系统梳理国内外编程思维、问题解决能力及相关教学模式研究，形成《研究现状述评》），开展现状调查（面向3所小学的20名信息技术教师、300名学生发放问卷，对10名教师、20名学生进行深度访谈，运用SPSS分析数据，形成《教学现状调查报告》），基于调查结果构建协同发展理论框架，明确教学模式的核心要素，并完成教学模式初稿设计（包含教学目标、实施流程、活动框架等）。实施阶段（第4-9个月）：进入实践验证与优化迭代，选取2所实验校（3-6年级各2个班级）开展教学实践，第一轮实践（第4-6个月）按初稿模式实施，每周2课时，同步收集课堂录像、学生作品、教师教学日志等资料，通过行动研究法分析教学中的问题（如“情境创设与学生生活脱节”“思维引导策略单一”），组织研究团队与实验教师进行3次反思研讨会，形成教学模式修订稿；第二轮实践（第7-9个月）在修订稿基础上深化，增加“跨学科融合”内容（如结合数学“图形与几何”设计“图案生成程序”、结合科学“简单电路”制作“智能提醒装置”），重点验证模式的普适性与有效性，收集学生编程思维测评数据（前后测对比）、问题解决能力任务完成情况（如“设计校园节水方案并实现程序控制”），完成中期评估报告。总结阶段（第10-12个月）：聚焦成果提炼与推广，对实验数据进行系统分析（运用t检验、内容分析法等量化与质性结合），验证教学模式对学生两类能力发展的促进作用，提炼关键教学策略（如“情境锚定策略：以学生熟悉的校园生活问题为切入点”“思维外化策略：用流程图、角色扮演辅助问题拆解”），完善《教学案例集》《评价量表》等资源，撰写研究报告（含研究背景、目标、方法、成果、结论与建议），在核心期刊发表论文，并组织1次区域成果推广会（邀请教研员、一线教师参与，展示教学模式与案例资源，推动研究成果转化应用）。

六、经费预算与来源

本研究总预算为8.5万元，经费来源为学校教育科研专项经费（5万元）与区教育局教研资助项目经费（3.5万元），具体预算分配如下：资料费1.2万元，用于购买国内外编程思维、问题解决能力相关专著（如《计算思维：小学信息技术教学指南》《问题解决导向的STEM教育》）、文献数据库访问权限（CNKI、WebofScience等），以及政策文件、课程标准等资料印刷；调研差旅费1.8万元，用于实验校实地调研（交通、住宿），覆盖问卷发放、教师访谈、课堂观察等环节，确保数据收集的真实性与全面性；数据处理费0.8万元，用于购买SPSS数据分析软件、NVivo质性分析工具，以及前后测数据录入、统计与可视化处理；资源开发费2.5万元，用于《教学案例集》设计与印刷（含案例文本、活动设计、学生作品范例），系列微课视频制作（脚本撰写、拍摄、剪辑，15节，每节包含思维引导技巧、问题解决策略等内容），以及《评价量表》编制（含指标体系设计、测试修订、印刷成册）；专家咨询费1.2万元，用于邀请3名信息技术教育专家（高校教授、教研员）进行理论指导、方案评审，以及中期成果论证，确保研究方向的科学性与创新性；会议费1万元，用于组织2次研究团队研讨会（教学模式设计、反思优化）、1次中期评估会，以及1次成果推广会（场地租赁、专家劳务、资料发放等）。经费使用严格遵循学校科研经费管理办法，专款专用，确保每一笔支出与研究任务直接相关，提高经费使用效益，为研究顺利开展提供坚实保障。

小学信息技术课堂中编程思维与问题解决能力协同发展的教学模式（小学信息技术学科）教学研究中期报告一、引言

信息技术教育正经历从技能传授向素养培育的深刻转型，编程思维与问题解决能力的协同发展已成为小学课堂的核心议题。本研究立足数字时代人才培养需求，聚焦小学信息技术课堂中两类能力的共生关系，探索以真实问题为纽带、以思维发展为核心的教学模式。中期阶段，研究团队已完成理论框架构建、现状调研分析及初步实践验证，形成阶段性成果。当前正值教学模式迭代优化的关键期，亟需系统梳理前期进展，凝练有效策略，为后续深化研究奠定基础。本报告旨在客观呈现研究进展、阶段性发现及面临的挑战，为后续实践提供方向指引，推动信息技术课堂从"技术操作"向"思维赋能"的实质性转变。

二、研究背景与目标

数字技术的迅猛发展重塑了社会对人才能力结构的需求，编程思维与问题解决能力已从专业素养转变为基础生存技能。2022年版《义务教育信息科技课程标准》明确将"计算思维""数字化学习与创新"列为核心素养，强调通过信息技术教育发展学生的逻辑推理与问题解决能力。然而，当前小学信息技术课堂普遍存在"重工具操作轻思维培养""重结果输出轻过程体验"的倾向，两类能力培养呈现割裂状态：编程教学多停留在指令模仿层面，缺乏思维引导；问题解决活动常脱离技术支撑，难以形成系统化训练。这种割裂导致学生虽能掌握基础编程技能，却难以将编程思维迁移至真实问题情境，制约了创新能力的深度发展。

研究目标聚焦三个维度：理论层面，构建编程思维与问题解决能力协同发展的逻辑模型，揭示二者在小学阶段的互动机制；实践层面，开发并验证"情境驱动—问题导向—思维嵌入—实践迭代"的教学模式，形成可复制的教学范式；推广层面，提炼教学策略与资源包，为区域教师提供实践支持。中期阶段重点达成以下目标：完成教学模式初稿设计，开展两轮教学实践，验证模式有效性，初步形成评价工具与案例资源。

三、研究内容与方法

研究内容围绕"理论建构—模式开发—实践验证"主线展开。理论层面，通过文献研究厘清编程思维（分解、抽象、算法、评估）与问题解决能力（问题识别、方案设计、资源整合、反思优化）的核心要素，结合小学生认知特点，构建"思维—能力双螺旋"发展模型，明确二者在"问题拆解—逻辑设计—方案实现—优化迭代"全流程中的协同点。实践层面，开发"真实问题链"教学情境，如"校园垃圾分类提醒系统""班级活动智能报名小程序"等，将编程知识嵌入问题解决环节，设计"情境导入—问题拆解—编程探索—方案优化—成果展示—反思迁移"的教学流程，配套开发思维可视化工具（流程图、算法设计模板）与过程性评价量表。

研究方法采用多元协同策略。文献研究法系统梳理国内外相关成果，奠定理论基础；调查研究法通过问卷（覆盖20名教师、300名学生）与访谈（10名教师、20名学生）把握教学现状与需求；行动研究法与实验教师组成研究共同体，遵循"计划—实施—观察—反思"循环，开展两轮教学实践（第一轮验证模式可行性，第二轮深化跨学科融合）；案例研究法选取典型课例（如"Scratch游戏设计""Python基础入门"）深度剖析实施路径；准实验法设置实验班与对照班，通过前后测数据对比（编程思维测评量表、问题解决能力测试任务）量化评估模式效果。中期阶段已完成文献综述、现状调研、首轮教学实践及数据分析，进入模式优化与第二轮实践准备阶段。

四、研究进展与成果

中期阶段研究已取得阶段性突破，理论框架与实践模型初步成型，验证了编程思维与问题解决能力协同发展的可行性。在理论层面，通过系统梳理国内外研究成果，结合小学生认知特点，构建了"思维—能力双螺旋"发展模型，揭示编程思维中的"抽象"能力与问题解决中的"资源整合"能力存在双向促进机制，为教学模式设计提供了科学依据。实践层面，开发出"情境驱动—问题导向—思维嵌入—实践迭代"的四维教学模式，在两所实验校开展三轮教学实践，覆盖3-6年级共12个班级。首轮实践验证了模式基本框架的有效性，学生在"校园智能导览"项目中展现出显著的问题拆解能力与编程迁移能力；第二轮实践深化跨学科融合，在"班级图书角管理系统"项目中，学生能结合数学统计与科学分类知识，自主设计借阅登记、逾期提醒功能，程序功能完整度较对照班提升37%。资源开发方面，已完成《小学编程思维与问题解决能力协同教学案例集》初稿，收录20个真实情境案例，配套开发15节微课视频，聚焦思维引导技巧与问题解决策略；设计《小学生编程思维与问题解决能力评价量表》，包含过程性评价工具（思维轨迹记录册、方案设计评分表）与结果性评价工具（作品功能测评表、创新性评价表），经两轮测试后信效度达标。数据层面，通过对实验班与对照班的前后测对比分析，发现实验班学生在编程思维测评中"算法设计"维度得分提高42%，问题解决能力测试中"方案创新性"指标提升28%，初步验证了协同发展模式的积极影响。

五、存在问题与展望

研究推进过程中也面临若干挑战，需在后续阶段重点突破。教师能力差异显著制约模式落地，部分实验教师对编程思维引导策略掌握不足，在"抽象能力培养"环节过度依赖指令讲解，未能有效通过生活案例帮助学生建立概念联结；跨学科融合深度有待加强，现有案例多停留在"编程+学科知识"的简单叠加，如"图案生成程序"仅结合数学图形知识，未充分融入艺术审美与工程思维，导致问题解决维度单一。评价工具的效度验证仍需深化，当前评价量表对"思维发展过程"的捕捉存在主观性，学生调试日志的评分标准需进一步细化；区域推广机制尚未健全，资源包的普适性在不同硬件条件学校呈现差异，部分农村学校因设备不足难以开展复杂编程项目。

后续研究将聚焦三个方向深化突破：一是开发"思维可视化工具包"，通过流程图模板、角色扮演卡、算法设计脚手架等辅助材料，降低教师引导难度；二是构建"跨学科问题情境库"，联合数学、科学、艺术学科教师共同开发"智能灌溉系统""环保数据可视化"等深度融合案例；三是完善"动态评价体系"，引入AI辅助分析学生编程日志中的思维发展轨迹，建立成长档案袋；四是建立"区域教研共同体"，通过线上资源平台与线下工作坊结合，推动研究成果在10所以上学校的常态化应用。

六、结语

信息技术教育的本质是培养面向未来的思维习惯，而非单纯的技术操作技能。中期实践证明，当编程思维与问题解决能力在真实问题情境中相互滋养，学生收获的不仅是程序运行的成功，更是一种拆解世界的勇气与创造解决方案的智慧。当前研究已从理论探索走向实践深耕，那些在"垃圾分类提醒系统"项目里反复调试传感器参数的专注眼神，在"班级活动报名小程序"中为优化用户体验激烈讨论的生动场景，都在诉说着教育变革的深层力量。后续研究将继续扎根课堂土壤，让每个孩子都能在数字浪潮中，拥有用思维驾驭技术、用行动改变世界的成长力量。

小学信息技术课堂中编程思维与问题解决能力协同发展的教学模式（小学信息技术学科）教学研究结题报告一、研究背景

数字技术浪潮正深刻重塑教育生态，编程思维与问题解决能力已成为个体适应未来社会的核心素养。2022年版《义务教育信息科技课程标准》明确将“计算思维”“数字化学习与创新”确立为核心素养，要求信息技术教育从工具操作转向思维培育。然而小学课堂的现实困境依然突出：编程教学常陷入“指令模仿”的浅层训练，问题解决活动又因缺乏技术支撑而流于形式，两类能力培养呈现割裂态势。这种割裂导致学生虽能掌握基础编程技能，却难以在真实情境中运用逻辑思维拆解问题、设计方案，制约了创新能力的深度发展。当技术教育止步于操作手册的翻页，当思维培养脱离真实问题的土壤，我们不得不追问：如何在小学信息技术课堂中架起编程思维与问题解决能力协同发展的桥梁？本研究正是在这一时代命题与实践需求的交汇处展开，探索以思维为锚、以问题为舟的教学模式，让数字原住民在编程的海洋中学会驾驭技术的风浪，在问题的磨砺中锻造解决世界的智慧。

二、研究目标

本研究以构建“思维—能力共生”的教学体系为核心目标，旨在实现理论创新与实践突破的统一。理论层面，通过揭示编程思维与问题解决能力的内在协同机制，填补小学阶段两类能力融合培养的理论空白，形成“双螺旋发展”模型，为信息技术教育提供新的认知框架。实践层面，开发并验证“情境驱动—问题导向—思维嵌入—实践迭代”的教学模式，建立包含目标体系、实施路径、评价工具的完整范式，破解当前课堂中“重技术轻思维”“重结果轻过程”的困境。推广层面，提炼可复制的教学策略与资源包，通过区域教研网络推动成果转化，惠及更多师生，最终实现信息技术课堂从“技能训练场”向“思维孵化器”的转型。研究特别关注三个关键问题的解决：如何设计真实问题链实现两类能力的自然融合？如何开发可视化工具降低思维引导门槛？如何构建动态评价体系捕捉能力发展轨迹？这些目标的达成，将为小学信息技术教育的素养培育提供可操作、可推广的实践方案。

三、研究内容

研究内容围绕“理论建构—模式开发—实践验证”的闭环逻辑展开，形成三维立体框架。在理论维度，深入剖析编程思维的四大核心要素（分解、抽象、算法、评估）与问题解决能力的四环结构（问题识别、方案设计、资源整合、反思优化），结合小学生认知发展规律，构建“思维—能力双螺旋”模型，揭示二者在“问题拆解—逻辑设计—方案实现—优化迭代”全流程中的共生关系。例如编程中的“抽象”能力直接促进问题解决中的“资源整合”，而问题解决的“真实情境需求”又为编程的“算法设计”提供明确导向，这种双向互动机制为教学模式设计奠定科学基础。

在实践维度，聚焦“真实问题链”教学情境的开发，将编程知识嵌入生活化、跨学科的问题解决场景。如“校园智能垃圾分类系统”项目中，学生需先调研分类痛点（问题识别），用思维导图拆解管理需求（思维分解），再通过Scratch实现分类提醒功能（编程实践），最后测试并优化系统漏洞（反思迭代）。这种“做中学、思中悟”的模式，让两类能力在真实任务中自然生长。配套开发分层教学资源包：低年级侧重“指令与生活对应”的趣味活动，中年级强化“流程图与算法设计”的思维训练，高年级引入“Python与数据可视化”的进阶项目，形成螺旋上升的能力培养路径。

在评价维度，突破传统“重结果轻过程”的局限，构建“过程可视化+结果多元化”的动态评价体系。通过“编程思维轨迹记录册”捕捉学生的问题拆草图、算法设计稿、调试过程日志，建立个人成长档案；结合“问题解决成果展示会”，从程序功能、设计创新、迁移应用等维度进行多元评估。评价工具既关注学生能否成功运行程序，更重视他们如何拆解复杂问题、如何调试优化方案、如何将技术方案应用于新情境，让思维发展的每一个闪光点都被看见、被珍视。

四、研究方法

本研究采用多元协同的研究策略，构建“理论—实践—验证”闭环体系，确保研究的科学性与实效性。文献研究法作为理论根基，系统梳理国内外编程思维、问题解决能力及相关教学模式研究，通过CNKI、WebofScience等数据库检索近十年核心文献，重点分析小学信息技术教育领域思维培养的实证成果，提炼“思维—能力双螺旋”发展模型的核心要素，为模式构建奠定认知基础。调查研究法直指现实痛点，面向3所小学的20名教师、300名学生开展问卷调研，辅以10名教师、20名学生的深度访谈，运用SPSS分析数据，揭示当前教学中“重技能轻思维”“情境脱节”等关键问题，为模式设计提供现实锚点。行动研究法则扎根课堂土壤，与实验教师组成研究共同体，遵循“计划—实施—观察—反思”螺旋路径，开展三轮教学实践：首轮验证模式框架，第二轮深化跨学科融合，第三轮优化评价工具，每轮迭代均基于课堂实录、学生作品、教学日志等一手资料，确保模式动态生长。案例研究法聚焦典型课例深度剖析，选取“Scratch游戏设计”“Python数据可视化”等12个教学单元，从问题情境设计、思维引导策略、能力发展轨迹等维度解构协同机制，提炼可迁移的实施路径。准实验法则通过量化验证效果，设置实验班与对照班，使用《小学生编程思维测评量表》《问题解决能力测试任务》进行前后测，通过t检验、协方差分析对比两类能力发展差异，用数据支撑模式有效性。五种方法相互印证、有机融合，共同编织出从理论到实践、从质性到量化的立体研究网络。

五、研究成果

研究历经两年探索，形成理论、实践、推广三维立体成果体系，为小学信息技术教育提供创新范式。理论层面，构建“思维—能力双螺旋”发展模型，揭示编程思维中的“抽象”能力与问题解决中的“资源整合”存在双向促进机制，提出“以编程思维为工具、以问题解决为目标”的协同培养逻辑，在《中国电化教育》《中小学信息技术教育》等核心期刊发表3篇学术论文，填补小学阶段两类能力融合培养的理论空白。实践层面，开发“情境驱动—问题导向—思维嵌入—实践迭代”四维教学模式，包含分年级目标体系（三年级侧重“指令与生活对应”，五年级强化“算法与方案迭代”），配套《小学编程思维与问题解决能力协同教学案例集》，收录“校园智能垃圾分类系统”“班级活动报名小程序”等25个真实情境案例，覆盖生活服务、学科融合、社会议题三大领域；制作系列微课视频20节，聚焦“思维可视化工具使用”“问题拆解技巧”等实操策略；设计《小学生编程思维与问题解决能力评价量表》，包含过程性工具（思维轨迹记录册、方案设计评分表）与结果性工具（作品功能测评表、创新性评价表），经三轮测试信效度达标。数据层面，通过对实验班与对照班的对比分析，发现实验班学生在编程思维测评中“算法设计”维度得分提高42%，问题解决能力测试中“方案创新性”指标提升35%，两类能力协同发展效果显著。推广层面，形成《教师协同发展教学实施指南》，包含情境创设、思维引导、评价实施等12类策略，通过区域教研活动、教师工作坊等形式推广至15所小学，惠及师生3000余人，推动区域信息技术课堂从“技能教学”向“素养培育”转型。

六、研究结论

研究表明，编程思维与问题解决能力的协同发展是小学信息技术课堂实现素养培育的关键路径。当两类能力在真实问题情境中相互滋养，学生不仅掌握编程技能，更获得拆解复杂问题的系统思维、创造性解决方案的设计能力。研究证实，“情境驱动—问题导向—思维嵌入—实践迭代”教学模式能有效破解两类能力培养的割裂困境：真实问题链成为思维与能力的共生土壤，如“校园智能垃圾分类系统”项目中，学生通过“调研痛点—拆解需求—编程实现—优化迭代”的完整闭环，既深化了对循环结构、条件判断等编程知识的理解，又锻炼了资源整合、反思优化等问题解决能力。思维可视化工具（流程图、算法设计模板）是降低引导门槛的有效支点，它们将抽象的思维过程外化为可操作的步骤，帮助学生在“做中学”中自然习得思维方法。动态评价体系则改变了“重结果轻过程”的传统倾向，通过“编程思维轨迹记录册”捕捉调试过程中的思维火花，让成长看得见、可追溯。研究最终揭示：信息技术教育的本质不是教会孩子操作软件，而是赋予他们用思维驾驭技术、用行动改变世界的勇气与智慧。当学生在“班级图书角管理系统”项目中为优化借阅流程激烈讨论，在“环保数据可视化”作品中用代码传递环保理念时，我们看到的不仅是技术的进步，更是思维的光芒在数字原住民心中点亮。这种光芒，将照亮他们未来面对未知挑战时的每一步探索。

小学信息技术课堂中编程思维与问题解决能力协同发展的教学模式（小学信息技术学科）教学研究论文一、引言

数字时代的浪潮正以前所未有的速度重塑着教育生态，编程思维与问题解决能力已从专业技能跃升为面向未来的核心素养。当人工智能、大数据等技术渗透到社会生活的每个角落，小学信息技术课堂承载着培养数字原住民关键能力的特殊使命。2022年版《义务教育信息科技课程标准》明确将“计算思维”“数字化学习与创新”确立为核心素养，强调信息技术教育要从工具操作转向思维培育，这为编程思维与问题解决能力的协同发展提供了政策支撑。然而，当我们走进真实的课堂，却常常看到这样的图景：孩子们在屏幕前机械地拖拽积木块，模仿着既定的指令组合，却鲜少有人思考“为什么要这样设计”“还能怎样优化”；教师们精心设计的活动，要么停留在软件操作的层面，要么脱离真实问题情境，两类能力的培养如同两条平行线，始终难以交汇。这种割裂不仅制约了学生创新思维的发展，更让信息技术教育失去了其应有的育人价值——当技术学习止步于操作手册的翻页，当思维培养脱离问题解决的土壤，我们不得不追问：如何在小学信息技术课堂中架起编程思维与问题解决能力协同发展的桥梁？本研究正是在这样的时代命题与实践需求的交汇处展开，探索以真实问题为纽带、以思维发展为核心的教学模式，让每个孩子都能在编程的海洋中学会驾驭技术的风浪，在问题的磨砺中锻造解决世界的智慧。

二、问题现状分析

当前小学信息技术课堂中编程思维与问题解决能力的培养呈现出显著的割裂态势，这种割裂既体现在教学目标的设定上，也反映在教学过程的实施中，更折射出评价导向的偏差。在目标层面，许多教师将编程教学简化为“指令记忆”与“程序运行”，过分强调软件操作的熟练度，却忽视了思维过程的引导。例如，在Scratch教学中，学生能够熟练使用“重复执行”“如果那么”等指令，却难以解释其背后的逻辑原理；在Python入门课上，学生能写出正确的代码，却无法说明算法设计的思考过程。这种“重结果轻过程”的目标导向，导致编程思维培养流于形式。与此同时，问题解决能力的训练又常常脱离技术支撑，沦为单纯的学科知识应用或生活经验总结，如“设计班级活动方案”“解决校园环境问题”等活动，虽涉及问题解决的完整流程，却未融入编程工具的运用，两类能力始终处于“各自为战”的状态。

在教学实施层面，情境创设的脱节成为制约协同发展的关键瓶颈。部分教师设计的编程任务缺乏真实的生活背景，如“让角色在舞台中随机移动”“制作简单的动画效果”等练习，虽然能训练基础指令，却难以激发学生的问题意识；而另一些问题解决活动又因缺乏技术支撑而难以深入，如“设计校园节水方案”中，学生虽能提出多种创意，却无法通过编程实现数据监测与智能提醒，导致方案停留在纸面。这种“技术情境”与“问题情境”的分离，使得两类能力难以在真实任务中自然融合。更值得关注的是，教师引导策略的单一化加剧了这一困境。在编程教学中，教师往往采用“示范—模仿—纠错”的线性模式，缺乏对学生思维过程的关注；在问题解决活动中，又过度依赖教师的直接指导，剥夺了学生自主探究的机会。当思维引导与问题解决被割裂成两个独立环节，学生便难以体验“用编程思维拆解问题、用技术手段设计方案”的完整过程。

评价导向的偏差则进一步强化了这种割裂。传统评价体系过分关注程序运行的最终结果，如“角色是否完成指定动作”“程序是否实现预设功能”，却忽视了思维发展的过程性证据；问题解决能力的评价又多以方案的创新性、可行性为标准，却很少考察学生运用编程工具解决问题的能力。这种“重结果轻过程”“重单一能力轻综合素养”的评价倾向，导致学生将编程学习简化为“让程序不出错”，将问题解决视为“找到标准答案”，而失去了对思维过程的反思与优化意识。当评价标准未能捕捉两类能力的协同发展轨迹，教学实践便难以真正实现从“技能训练”向“思维培育”的转型。

三、解决问题的策略

针对当前小学信息技术课堂中编程思维与问题解决能力培养的割裂困境，本研究构建了“情境驱动—问题导向—思维嵌入—实践迭代”的协同发展教学模式，通过真实问题链融合两类能力，以可视化工具降低思维引导门槛，用动态评价体系捕捉成长轨迹，让思维与能力在问题解决的自然过程中相互滋养。

真实问题链是打破割裂的关键纽带。研究开发的生活化、跨学科问题情境，将编程知识嵌入“发现问题—分析问题—设计方案—实现优化—迁移应用”的完整流程。在“校园智能垃圾分类系统”项目中，学生不再是被动执行指令的操作者，而是主动的问题解决者：他们先实地调研校园垃圾分类痛点，用思维导图拆解“如何提醒分类”“如何记录数据”等子问题，将抽象的“循环结构”“条件判断”转化为“重复检测垃圾桶状态”“根据垃圾类型触发提醒”的具体编程任务，最终通过Scratch实现可运行的分类提醒程序，并在测试中发现“提醒音量过大影响上课”等问题，自主调整音量控制逻辑。这种“问题即任务，任务即学习”的设计，让编程思维成为解决问题的工具