《国家创新驱动发展战略》中指出,人才驱动是创新发展的本质,需要紧紧围绕技术体系创新,寻找新的发展优势。因此实行教育改革、培养创新人才成为当前最重要的任务。但就目前高校STEM教育来看,课程内容表面“跨学科”,课程评估也只是停留在“一张漂亮的图形和表格”,学生真实的状态与其他课程无异。设计思维作为创新性解决问题的方法,能够有效地融入STEM教学帮助学生提升思维与实践能力。基于此,笔者尝试在高等教育改革背景下,构建基于设计思维的STEM教学模式来加强学科之间的联系,进一步引导学生应用学科知识和技能来解决复杂问题。本研究在梳理高等教育和STEM教育教学模式的基础上,以设计思维为抓手,提出构建教学模式四大核心要素。围绕着促进大学生实践能力和创新能力发展的目标,进行大学生STEM课程开发。在上海某高校的本科生《学科教学中的智能教具设计》课程中,进行基于设计思维的STEM教学模式的实施,根据“智能垃圾桶”和“智能教具”两轮制品设计中学生的任务表现情况及教学目标的达成情况,调整教学模式。借助基于设计的方法,按照教学模式构建——课程开发——教学实施——教学模式反思修正的路径,对教学模式进行不断调整完善。通过不断反思改进,最终得到趋于稳定且有效的教学模式。借助相关问卷、访谈等对教学效果进行分析发现,本研究提出的教学模式能够有效提升学生的技术探究能力,并在定义问题、设计规划、实施验证、解释分析、反思评价及表达交流六个维度显著提高。另外,对学生的创新性能力、设计思维也有一定的提升。教学结束后发现学生对于课堂的满意度也非常高,关于学生反馈课时安排的问题,会在未来的教学实施中进一步完善。