STEM教育是科学、技术、工程、数学等多学科深度整合的教育,具有情境性、实践性、跨学科性、协作性和设计性等基本特征。本文应用STEM跨学科项目设计模式,对高中“化学反应与能量转化”主题进行了教学设计与案例实施研究,旨在为STEM教育理念融入高中化学教学实践提供一种新视角。本文包括如下五个部分:第一部分为绪论,介绍了本论文的选题背景、研究内容、研究意义和研究方法,并对关键词进行了界定。第二部分重点梳理相关研究成果,为本文设计研究提供理论框架。在分析已有“化学反应中的热量”教学设计研究的基础上,梳理了STEM教育的缘起、内涵、特征与教学模式。本文选择我国学者余胜泉教授提出的“STEM跨学科项目设计模式”作为理论框架,展开对化学反应与能量转化主题的教学设计与案例研究。第三部分在第二部分选择的“STEM跨学科项目设计模式”理论框架指导下,对高中“化学反应与能量转化”主题进行系统的教学设计,包括教材、教学目标、学习者特征等教学分析,设计了学习活动、教学工具与资源、学习支架和学习评价方式。第四部分展示了“化学反应与能量转化”主题教学具体实施过程与实施效果。主要采取学生自评与互评、教师评价及学生访谈等方式收集了实施效果资料,对这些资料进行了定量与定性分析,并据此反思了研究中存在的问题。第五部分为本论文的研究结论。STEM跨学科项目设计模型指导下的“化学反应与能量转化”主题教学取得了较好的教学效果,可以为STEM教育理念融入中学课堂提供参考,并为高中化学教学设计提供一种新的视角。