在人工智能时代,计算思维已成为每个个体都需学习和掌握的一项基本素养和技能。计算思维的提出者周以真教授曾说:“计算思维应是每个人具备的基本技能,不仅仅是计算机科学家特有的。每个孩子在培养分析能力时不仅要掌握阅读、写作、算术这三种基本技能,还要学会计算思维。”。因而将计算思维在中小学落地,在日常教学中培养学生的计算思维,就显得尤为重要。已有研究表明编程教学有利于培养学生的计算思维,而不同的课程教学模式对计算思维的培养效果存在明显差异。基于此,本研究提出与编程和计算思维有密切联系的问题解决教学模式,作为既适用于编程教学又有利于计算思维培养的课堂教学模式,旨在为推广编程教育和在实际教学中培养计算思维提供实践参考。本研究以初中Python编程课程为依托,构建以编程问题为指向的问题解决教学模式并应用于Python编程教学。为了验证问题解决教学模式对计算思维培养的有效性,本研究采用准实验研究法,选择某校初二年级的两个班级分别作为对照班和实验班,对照班应用常用的讲练式教学模式,实验班应用问题解决教学模式,展开为期一学期的Python编程教学实践。通过课堂观察、问卷调查、试题测验等方法收集数据,利用SPSS软件统计分析数据,从计算思维的三个维度分析对比两个班级的计算思维水平。本研究的整体框架为:第一章,绪论。阐述本研究的研究背景、研究问题、研究目标与意义、研究思路与方法。第二章,文献综述与理论框架。从计算思维、问题解决两个方面分别进行文献梳理。基于理论支撑,构建以编程问题为指向的问题解决教学模式理论框架。第三章,问题解决教学模式的教学实验。进行实验设计,分析实验学校和实验对象,确定实验过程。进行实验准备,选择Python教学内容,设计教学模式指导下的教学活动,设计计算思维评价所需工具。第四章,问题解决教学模式的效果分析。从计算思维的三个维度分别进行数据分析和讨论。第五章,研究结论与展望。总结本研究的最终结论,阐述不足之处,并对后续研究做出展望。实验结果表明,相比于常用的讲练式教学模式,在初中Python编程课程教学中应用问题解决教学模式,是一种更为有效的培养学生计算思维的途径。问题解决教学模式对计算思维的培养体现在三个维度:(1)问题解决教学模式能够更有效地培养学生的计算概念,尤其对“数据”、“循环”概念的理解以及对“运算符”和“函数”概念的应用。(2)问题解决教学模式能够更有效地培养学生的计算实践,包括“测试与除错”、“重用与整合”能力,但提升较慢,效果不显著。(3)问题解决教学模式能够更有效地培养学生的计算观念,尤其在“创作表达”、“问题解决”层面,进一步说明了问题解决与计算思维的相关性。