数字化时代,为了实现高水平科技的自立自强,我国更加重视创新型人才的培养工作。近年来,我国大力支持创客教育的发展,3D打印作为创客教育的基础课程,在促进学生创新创造和实践能力发展上有独特优势。然而,根据现状调查可以看出目前开设的大部分3D打印课程没有成熟的教学模式指导,在引导学生进行创新设计上没有达到较好的效果,学生制作的作品单一,缺乏创意。因此,改善3D课程教学质量,提高学生创新设计能力,成为当前创客教育的迫切需要。设计思维作为一种问题解决的新范式,在进行学生创新能力培养上的作用已被众多学者证明。设计思维和3D课程都注重人创新思维的培养,在理念上高度契合。本研究以设计思维为出发点,结合项目式学习的相关理论,构建了以设计思维为导向的项目式教学设计框架,并且在武汉X小学四年级3D打印课堂中进行教学应用和实践。实验对象是首次接触3D打印课程,前期主要采用讲授式教学进行3D基础知识的学习。然后进行了面向设计思维的项目式教学活动案例设计,通过观察学生课堂表现、课后访谈、作品评价、设计思维能力分析等方式,验证该教学活动在提升学生创新设计方面的有效性。本研究结果表明,以设计思维为导向的项目式教学模式来展开教学,符合小学生的身心发展,促进了学生创新创造能力的提升,改善了 3D打印课程中学生作品单一和缺乏创造性的现象。项目式学习的教学模式突出了学生的主体地位,学生通过不断的迭代和修改完成项目成品的制作,充分发挥了学生的主动性和积极性。将设计思维引入具体课程中是一种教学方式的创新,学生的思维过程可视化,提升学生的设计意识。然而,面向设计思维的项目式教学也对教师提出来更高的要求,教师要不断更新教学方式和策略,让学生在探索问题和解决问题的过程中实现思维的碰撞,使每位学生都能学会创造性思考。与此同时,教师也要意识到学生设计思维的提升不是一气呵成的,需要长期地坚持和努力。