我国工程和技术人才缺口大,工程和技术的教育发展明显不足,尤其是工程。化学工程设计课程的开展主要集中在大学,导致高中教育与大学教育衔接不当,造成最终工程人才的缺口。化学工程设计需要遵循化学反应规律和绿色化学的理念来进行化工流程的设计或者化学反应路径的选择。化学工程设计能力的培养,可以促进学生对各个学科的学习比如:地理、历史、生物、物理、数学等,也可以帮助学生系统性、权衡性地思考问题,激发学生学习化学的兴趣、深化对于化学知识的理解。所以,非常必要在中学开展与化学工程设计相关的课程,或者将化学工程设计的思想融入教学。但是,国内很少有学者系统地研究高中生的化学工程设计能力,无法指导教师有效地开展中学的化学工程设计课程。所以,本研究致力于研究高中生化学工程设计能力。本研究论文由五个部分组成。第一部分是问题的提出,这部分从国内工程教育出发,结合笔者实际教学中遇到的问题,确定了论文的研究方向。第二部分是文献综述,阐释国内外STEM教育研究现状、国内外工程教育研究现状、化学工程实践研究现状、STEM学生素养调查、工程的概念、化学工程的概念等。第三部分介绍了本研究中涉及的研究对象、研究方法、研究实施情况。第四部分对高中化学工程设计能力的调查结果进行分析,分别分析了高一、高二、高三年级学生的化学工程设计能力的生产工艺要素、成本要素、环保要素中得分的情况。还分析了学生性别、父母受教育程度与化学工程设计能力得分的关系。第五部分是研究结论和研究的反思与展望。总结了高中生化学工程设计能力的现状和化学工程设计能力与性别、父母受教育程度的关系。针对存在的问题提出了四点对于教学的建议。本研究的结论如下:1.高中生化学工程设计能力中的环保要素得分最高。学生会选择远离居民的地方建立厂址,会选择尾气处理相对彻底的方式。学生主要关注原料的来源,所以学生的成本要素得分居中。仅有一少部分学生可以设计出完整的生产工艺流程,所以学生的生产工艺要素得分最低。成本要素的较高要求得分最高,环保要素中较高要求的得分居中,生产工艺要素较高要求得分最低。2.被调查的女生在成本要素的得分相对较高,男生在环保要素的得分更高一些。同时学生母亲受教育程度对学生化学工程设计能力的影响更大。