美国于2013年6月发布《下一代科学教育标准》,将科学学科中的工程教育放到了前所未有的高度。中国于2018年1月发布《普通高中生物学课程标准》(2017版),首次将工程学加入其中,设置“生物技术与工程”为一个独立的选择性必修模块,由此可见,工程教育的重要性。工程思维是工程学的核心部分,高中理科生生物学工程思维素养是怎样的,目前还没有对其进行系统性定量测量的案例。开展高中理科生生物学工程思维素养的定量测量及教学设计,对教育机构制定工程思维培养计划与一线教师设计生物学工程教学,都有重要的参考意义。为了更加全面地突出工程思维的特点,笔者对工程思维重新进行了定义:工程思维是以多元知识和工程技术为基础,为体现更好的工程价值而进行迭代设计与实施的筹划性思维。依据新提出的定义,并结合其它相关理论,对生物学工程思维进行维度划分,以第三级维度涉及到的要素为依据,从认知层面(学生对第三级维度各要素与生物学工程项目关系的认识)与实践层面(学生在实践中表现出对第三级维度各要素的认识)两方面构建问卷,并对问卷题目四个不同程度的选项进行赋值。利用编制好的问卷,对汉中市两所高中的理科生(高一为意向理科生)生物学工程思维素养进行调查,剔除无效问卷,利用SPSS对有效问卷进行统计,获得统计结果,依据对结果分析得出的结论,提出改善高中理科生生物学工程思维素养的建议,并设计生物学工程教学课。结果分析表明:(1)从生物学工程思维素养总体统计分析来看:高中理科生生物学工程思维素养处于中下游水平。(2)从生物学工程思维素养分测部分统计分析来看:高中理科生表现出,在认知层面上的认识程度,普遍高于在实践层面上的认识程度;学生对人文知识、美学知识、美学价值,在认知层面上的认识程度较低;学生对工程技术与设计能力,在实践层面上的认识程度较低。依据高中理科生生物学工程思维素养的发展特点,提出改善建议:(1)提高学生生物学工程意识;(2)设置工程化的教学目标;(3)设置生物学工程项目情景;(4)重视生物学选修教材;(5)重视生物学综合实践活动;(6)重视生物教师工程思维素养的培养。构建“泰沃德工程教学模型”,基于此模型与高中理科生生物学工程思维素养的发展特点,设计生物学工程教学课—《果酒与果醋的制作》。