目前计算思维在全球各个国家和地区都受到了重视,其对于国家人才培养和个人发展有十分重要的意义,此外计算思维作为一种新的时代思维形式,在提升学生的学习效果方面也有显著作用。将计算思维嵌入具体学科课程中可以促进学生计算思维和学科知识两个方面的发展,生物学课程内容与人类自身、生活环境以及众多社会热点问题密切相关,为计算思维的提升提供了大量真实情境素材,关键是计算思维这一逻辑严谨的思维形式可以提升生物学课堂中学生的学习效果,目前我国尚无计算思维培养与生物学课程交叉融合的实证研究。因此本研究提出了开展此类研究,摸索合适的交叉融合方式,以期对学生生物学的学习和计算思维水平两个方面都有所促进。由于计算思维是一种新兴概念,本研究首先对国内外文献进行分析,厘清了计算思维的概念、内涵以及框架,梳理了计算思维与生物学交叉融合的教学策略以及测评工具,为研究提供理论基础。接下来,为了找到计算思维与学科交叉融合的起点,使生物学教学设计基于学生的现有思维和学科水平,本研究开展了计算思维水平现状和成因调查,研究选用相对较成熟的计算思维测评问卷对来自上海市普通高中、区示范性高中和市示范性高中的586名高一和高二学生进行了调查分析,得到了目前高中生的计算思维水平和特点,以及可能影响计算思维水平的原因。之后,基于对高中生计算思维现状的了解,本研究提出了伪代码表征生物学知识的教学策略并利用这一策略对“遗传信息的传递和表达”“信息在神经系统上的传递”以及“生物的进化理论”三节内容进行了5个课时的教学设计,并选择“遗传信息的传递和表达”这一节内容开展了教学实践检验。在课堂教学实践环节,本研究采用了不相等控制组后测的实验研究方法,对上海市某高中81位学生进行了2个课时的教学,之后对其计算思维水平、生物学知识水平以及伪代码水平进行了测试,以了解利用伪代码将计算思维培养与高中生物学课程结合教学方法的有效性。研究表明:现阶段上海市高中生计算思维水平处于中等偏上的层次,在计算思维五个子维度中合作与沟通思维得分最高,创造性思维与批判性思维次之,算法思维和问题解决思维能力较差;其中学生的性别、年级、学校类型、编程以及相关课程的经验、对相关课程的态度以及家庭背景情况等对计算思维水平均有显著性影响;利用伪代码表征生物学知识的教学策略将计算思维培养与生物学课堂交叉融合的方式对于学生的生物学知识水平有显著性的提高,对学生的计算思维能力也有一定程度上的提高,但短时间的课堂教学尚不足以对后者产生显著性差异。综上,融合计算思维的高中生物学教学设计对学生的生物学知识的学习以及计算思维培养都有一定的促进作用。