在创新型综合人才培养的需求下,STEM教育得到的关注度愈发高涨。而STEM课程被认为是STEM教育关键的表现载体,它直接影响着STEM教育的最终成效。STEM课程在培养学生综合应用科学、技术、工程、数学等学科知识的过程中,强调高阶思维能力的培养,但在此过程中,这些能力是否得到正向发展,且能力的形成具有什么样的发展特征是不明确的。研究选取小学阶段的STEM课程《Scratch程序设计》作为实验课程,选择杭州市D小学五年级82位学习者作为实验研究对象。结合主讲教师的教学安排,设计了以发展学习者高阶思维能力为主要教学目标、符合学习者思维能力水平的4次实验项目活动,开展了为期两个月的STEM课程实践研究。通过课堂观察、作品评价、问卷调查等方法收集到了学习者在STEM课程中的学习数据,包括学习者在四次实验项目活动中的规划方案(流程图)和项目作品、以及学习者在STEM课程实施前后的问卷调查数据。在上述研究基础上,笔者依据研究前期制定的“高阶思维能力维度与流程图、项目作品的映射关系及测量表”,将高阶思维能力的两个一级维度(高阶思维倾向维度、高阶思维技能维度)分别对应到流程图、项目作品中,依据评价规则对学习者高阶思维能力的各个维度进行逐一评分。得到了学习者在STEM课程的四次实验项目中高阶思维能力的量化数据。使用统计分析软件进行相关分析。研究得到以下结论:1.学习者的高阶思维能力在STEM课程的教学活动中得到了正向的发展。具体表现为学习者在四次实验项目中的学习表现和项目作品水平的提高,以及学习者《高阶思维能力调查问卷》中前、后测数据存在显著性差异。2.从整体来看,STEM课程中学习者的高阶思维能力发展具有阶段性特征,具体表现为:STEM课程的前期阶段学习者高阶思维能力水平较弱;到课程中期会出现明显的提高;而随后直至课程终期,高阶思维能力发展变化基本保持稳定。3.高阶思维能力包含多个维度,具体分维度来看,STEM课程中这些维度的发展程度均有所不同,每个维度都有着自己较为突出的特点。4.STEM课程中,学习者的高阶思维倾向维度(包括分析、评价、创造)与高阶思维技能维度(包括问题求解能力、决策能力、批判思维能力、创新能力)之间有显著相关性。具体表现为:分析维度与问题求解能力有显著的正相关关系;评价维度与决策能力、批判思维能力分别具有显著正相关关系;创造维度与创新能力有非常显著的正相关关系。