自美国STEM教育推进以来,世界各国争相引入这一培养创新人才的教育方式。我国在STEM教育的课程实践方面遇到了诸多问题和挑战,如较少关注工程、技术领域,教学策略不够创新,教学评价方面的研究几乎为零等等。而设计思维作为一种培养学生解决真实世界中复杂问题能力的方法论,能够有效弥补STEM课程不足,势必会对21世纪的STEM教育产生积极影响。本论文采用了一种质性和量化研究相结合的新型研究方法——认知网络分析法(ENA),旨在研究STEM项目学习中的设计思维,以F中学的8名高一学生为研究对象,分析和评价在STEM项目中学生的设计思维变化情况,探究性别差异,从中得出设计思维应用到STEM项目中的教学框架及教学策略,构建教学过程模型。本文作为一篇调查研究报告,共分为六个部分:第一章介绍了研究背景和问题的提出,描述和分析研究问题的国内外研究现状,重点阐述了本研究的必要性和重要性,简述了研究内容和方法,并对相关概念进行界定。第二章罗列了几种设计思维的常见研究方法,并对ENA的原理和步骤做了详细说明。因设计思维较为复杂,故而采用对质性数据量化分析的方法来测量。第三章是研究设计与实施,STEM项目与设计思维能够有机融合,本章以《自制滤水器》为案例,阐述了教学目标、内容、过程以及数据的收集与编码。第四章对STEM项目活动中每一个环节的数据展开分析和讨论,研究发现设计思维是一个不断学习的过程,学生的思维是动态发展的;女性的创造力在某些方面优于男性,但整体无显著性差异。第五章结合设计思维和STEM项目的教学特点制定了实施模式图,并总结了STEM项目实施过程中遇到的问题,从而提出新的教学策略。第六章研究总结与展望部分系统概括了研究中的相关工作及主要结论,对研究中存在的不足进行了总结与反思,也对下一步的工作提出了新的想法。