时代发展对人才培养提出了新要求,不仅要注重知识的习得,更应关注思维能力的提升。高阶思维能力是时代发展的必然要求,具体体现在分析、综合、评价、创造四个层次上,指向复杂问题的解决。学历案提供了专业化的深度学习机会,指向高阶思维的培养。因此,学历案是促进高阶思维提升的有力工具。以高阶思维培养为指向进行学历案的设计与实践研究具有很大优势所在。研究主要采用文献研究法、实验研究法、统计分析法和访谈法等方法。首先,阐述了研究背景,概括了研究现状,确定了研究目的与意义、思路与方法。其次,综述了高阶思维的概念和生成机制以及学历案的概念、要素构成、课型种类、与导学案的区别,并对学历案用于培养高阶思维的适切性进行了分析,阐明了研究的理论基础。第三,基于文献分析确定了基于高阶思维的学历案设计原则,根据学历案的要素构成,结合高阶思维生成机制,构建了具体的学历案设计流程,依次包括:确定主题与课时、明确学习目标、设置评价任务、设计检测与作业、设计学习过程（提供资源与建议、设计课前预习活动、设计课中学习活动）、设计学后反思。其中课中学习活动设计包括:创设情境,激发高阶思维动机;问题引导,维持高阶思维发展;总结提升,促进思维水平进阶;迁移训练,巩固高阶思维水平,并对以上流程的每一步骤提出了具体的设计策略。最后,选择“细胞的能量代谢”主题进行了学历案设计,并以邹城市第一中学194名学生为研究对象,对本主题内容进行了教学实践。实践前,通过前测试题对实验组和对照组进行同质性检验,实验组采用学历案教学,对照组沿用导学案教学。实践后通过后测试题及访谈进行测评,并用SPSS软件进行数据分析。研究结果表明,学历案教学与导学案教学相比,虽在分析维度上无明显差异,但实验组运用综合、评价、创造思维解决问题的能力优于导学案组,基于高阶思维的学历案对促进高阶思维能力的提升具有一定作用。此外,学生访谈结果表明,学历案给学生带来了更积极的课堂体验,学习态度和学习方式发生明显变化,有助于促进“真学习”的发生。