设计思维作为一套包括理念、过程和工具的系统性方法，可为教育教学变革和未来人才培养提供新思路。本研究针对教学创新实践中设计思维融入系统性和深入度不够问题，提出设计思维深度融入教学创新需要转变理念、升级目标、重组内容、再造流程、变革评价等。本研究建构了设计思维指导的项目化学习设计模型和和学习活动设计与实施框架，系统阐述了设计思维如何从宏观和微观层面帮助教师实现课程—教学—学习的一体化设计。在宏观层面，教师要围绕课程学习目标和设计思维的特性，按照定义问题—汇聚灵感、构思方案—设计原型、迭代修订—输出制品、使用改进—演化发展四个阶段，设计围绕复杂问题的创新项目、系统化学习活动链、多模态学习资源、融合性学习环境和全过程学习评价。在微观层面，教师要创设目标导向的复杂情境，设计融合内容的活动、开发操作性活动指南、实施深度交互活动、优化支持性多维评价与方案，将特定课程的学习活动设计与实施落到实处，期间要重点关注各阶段的操作重点、关键性设计思维工具、方法与核心特征的融入。本研究旨在为教师开展设计思维指导的教学创新提供理念、过程和方法的深度融入支架，落实以学习者为中心的教学。