生物学是一门相对较为年轻的学科,但其发展速度迅猛,高阶思维能力是一种较高水平的认知能力,具体表现为分析、整合、评价和创造能力。同时,高中生物课程标准明确提出要培养学生的生物科学素养,而生物科学素养培养的目的,就是要学生获得高阶思维能力,这必然会在教师的教育教学提出更多挑战,用之前的教学设计和评判标准已经不能满足要求,通过分析,本研究将高阶的思维与生物教学设计结合到一起,探索培养学生的生物学科的核心素养的有效路径和提高学生生物学习的能力。首先,通过文献研究法与归纳总结法,深入对国内外的相关文献进行研究后,给出高阶思维的定义、对高阶思维的研究方法进行了初步了解。在对相关理论和资料进行解读后,对高阶思维框架有了认识,同时发现,高阶思维培养和评价在课堂中的落实还是有所欠缺。因此本研究将高阶思维的培养融入到教学设计中,分课前准备、课堂教学、课后检测三个环节将高阶思维能力的培养映射到高中生物教学设计中,在实验的过程中不断地改进设计方案,以期得到能够最大程度发掘学生的潜力。其次,选择本实验的研究对象是高二的两个班级,实验内容为人教版高中生物教材必修三,实验班级以高阶思维培养为目的,对照班级进行常规教学,实验目的是为了分析高阶思维能力如何在教学设计中体现并获得显著成效。在实验开始前,每节教学设计实施完成后,要进行课后小测,布置开放性的活动任务,以及两个班级对探究任务的兴趣和完成度,让结果优异的小组进行班级汇报、结果展示,采用调查问卷法对实验班级发放调查问卷,调查学生们对于这种教学模式以及教学效果的看法,根据多次测试,调查结果深入分析两个班级的成绩,学生的认同感和完成度是否有显著性差异,分析培养学生高阶思维能力的最佳教学设计方案。再次,在本次研究中通过对高中生物教材必修三的深入了解和研究,以及对高中生高阶思维发展的教学策略、教学原则、教学模式分析的探究,针对不同的学科内容针对性采用不同的提高学生高阶思维能力的教学设计方案,实验结果显示,本研究的教学设计能够培养学生一定的高阶思维能力,提高学生的分析,整合,评价,创造能力。为以培养高阶思维能力的生物教学给予借鉴,提供了适当的教育实施建议。最后,反思了在教学方案实施过程中存在的不足,后续研究应该注意的问题,并提出了改进的方向与策略。