创造性思维被广泛认为是21世纪学习者的核心能力，也是个人创造力的基础（Wegerif等人，2010年）。随着生成式人工智能的出现，培养学生的创造性思维和其他高阶技能在教育中仍然是一个关键问题（Habib等人，2025年）。许多国家和国际组织都强调了培养创造性思维的重要性。例如，中国将“创新与实践”列为六大关键能力之一（Wang，2019年），美国在教育政策中强调了培养学生的创造性思维（Greenhill，2010年），经济合作与发展组织（OECD，2019年）发布了PISA 2021创造性思维框架（第三版）来评估全球学生的创造性思维。
科学、技术、工程和数学（STEM）课程通过强调现实世界背景、跨学科整合以及基于项目的学习来培养创造性思维（Khalil等人，2023年）。这些有助于学生将知识与实践联系起来，结合想法，并培养创新思维（Yalçın & Erden，2021年；Hu等人，2024年）。国家层面的举措，如中国的“教育信息化十三五规划”和俄罗斯的“Eaglet”创新计划，也展示了跨学科教学如何促进学生的创造性思维（Shcherbinina等人，2021年；Liu等人，2022年）。此外，实证研究表明STEM课程可以培养创造性思维。例如，Khalil等人（2023年）发现STEM课程显著提高了学生的创造性思维，特别是在流畅性、灵活性和原创性方面。然而，创造性思维的有效发展依赖于为课堂教学提供系统指导的完善教学方法（Al-Zahrani，2015年）。
基于设计的学习（DBL）作为一种有前景的教学方法，与创造性思维的发展密切相关。DBL源于建构主义学习理论，认为学习者通过参与任务、材料和社会背景来主动构建知识。建构主义的关键原则——如通过实践学习、将新知识与先前经验联系起来以及通过探索和反思促进理解——构成了DBL的教学基础（Chuang，2021年）。通过DBL，学生参与真实的设计挑战，通过探究和设计循环迭代完善他们的作品，最终构建有意义的知识（Ke，2014年；Chen & Chiu，2016年）。这些活动——生成想法、测试、合作、反思和解决问题——反映了创造性思维背后的认知过程（Fortus等人，2004年）。实证研究表明DBL可以提升学生的高阶思维能力（Saritepeci，2020年）。例如，Shanta和Wells（2022年）发现DBL模型显著提高了学生的批判性思维和解决问题的能力。Oo等人（2024年）强调了DBL模型的重要性，并发现它可能增强学生的创造力和学习动机。
尽管先前的研究已经证明了DBL模式在STEM教育中培养创造性思维的有效性，尤其是在小学和中学阶段的学生中（Panergayo & Prudente，2024年），但目前尚不清楚DBL的哪些具体组成部分或教学阶段对这些效果负责。现有研究开始探讨DBL过程中的特定阶段的创造性。例如，Bozkurt和Tan（2021年）研究了学生在DBL过程中开发可能解决方案阶段的创造性，并报告说流畅性是最常观察到的创造性维度。然而，这种特定阶段的分析对于了解整个DBL过程中创造性思维的培养方式提供的见解有限。此外，中学教育是培养创造性思维的关键时期，这与学生未来在STEM领域的参与度密切相关（Vieira等人，2025年）。尽管如此，中学环境中实施DBL的明确和系统化程序仍在发展中。因此，现有的教学设计往往不够详细，缺乏适用于课堂的指导，使得难以确定DBL模型的哪些组成部分在培养创造性思维方面是有效的（Pinasa等人，2018年）。
鉴于这些不足，有必要设计、实施并迭代完善一个针对培养创造性思维的DBL模型。本研究通过开发一个DBL模型来解决这一问题，并在其课堂实施过程中考察学生的学习表现、数字作品、创造性思维和学习体验。
