随着人工智能时代的到来,国家对编程人才、创新型人才的需求日益增长。在2017年国务院印发的《新一代人工智能发展规划》和2019年教育部发布的《2019年教育信息化和网络安全工作要点》中,均提到要求在中小学阶段设置人工智能相关课程,逐步推广编程教育,培养学生的计算思维和创新能力。当前我国中小学编程教育的学校化进程仍处于起步阶段,传统的编程课堂中仍存在“学生学习方式机械、兴趣不高、缺乏计算思维、创新能力的培养、缺乏发现问题、解决问题和合作交流的机会”等问题。设计型学习作为一种正在兴起的学习范式,其具有“迭代性”、“设计性”、“整合性”、“项目性”等特征。本研究尝试将设计型学习引入小学编程课堂,以期通过利用设计型学习的优点,改善现有编程教学模式,构建基于设计型学习的小学编程教学模式。依据构建的模式选择教学主题、工具,设计教学内容进行教学实验,并利用教学实验过程中收集的数据进行效果验证分析。首先,通过文献研究法对设计型学习的内涵、编程教育的国内外研究现状、相关核心概念以及理论基础进行梳理。其次,探讨了设计型学习和编程教育结合的可行性,通过比较三种常见的典型设计型学习操作模型的优缺点,选择以“基于设计的科学探究循环模型”作为具体模式构建的基础,以培养学生的计算思维能力为出发点,结合本土化教育特点、需求和学习者特征,设计开发基于设计型学习的小学编程教学模式。然后,以构建的基于设计型学习的小学编程教学模式为依据,选择教学主题、工具、教学内容等,进行相关教学课程安排和教学设计并且编制相应的计算思维前后测试题、课堂行为观察表、编程作品评价表和访谈提纲为收集教学实验数据做准备。最后,通过重庆市某小学的《Micro:bit编程》课进行一学期的教学实验,利用计算思维前后测试题、课堂行为观察表、编程作品评价表以及访谈提纲收集学生相关数据进行教学效果评价。将计算思维前后测成绩进行配对样本T检验以课堂行为观察、编程作品评价以及学生访谈为辅助资料综合进行分析比较。通过教学实验主要发现:基于设计型学习的小学编程教学模式能够有效提升学生的计算思维能力,其在算法设计、评估方面更具有显著性,但学生的问题抽象与分解能力的培养是一个长期的过程。同时,该模式对男、女生的计算思维能力均有一定的提升,且女生的提升幅度大于男生。