21世纪信息时代以知识经济为主导,快速更迭的知识和日趋激烈的市场竞争,不仅为人类社会的发展提供了更多的机遇,也提出了更严峻的挑战。高中信息技术课程是与信息时代紧密联系的基础课程,肩负着培养时代人才的神圣使命。高中信息技术课程倡导学生思想的自主选择表达,鼓励学生运用信息技术解决实际问题,在实践中创新,在创新中实践。而设计思维作为一种高级思维形式,它能有效地突破常规思维的束缚生成解决问题的新思路和新方法,这不仅与高中信息技术的课程理念相契合,而且是新时代个人和社会不断进步发展的迫切需要。立足于高中信息技术课程,研究学生设计思维能力的培养具有直接的现实意义,这不仅有助于提高学生的个人信息素养,而且将推动整个国家的发展。本文根据文献研究结果,明确界定了设计思维的内涵及其特点,基于前人关于设计思维过程的研究成果的评析,总结出设计思维的心理操作的三个阶段。在分析各个阶段设计思维心理活动的基础上,构建设计思维的心理操作过程模型。以设计思维心理操作过程模型为依据,提炼出培养学生设计思维能力的四个关键环节,包括增加表象积累、促进思维发散、强化联想和想象力以及加强决策能力。结合高中信息技术课程教学在设计思维能力培养中的优势条件,针对培养学生设计思维能力的四个关键环节提出相应的培养方法,并实践于高中信息技术课堂验证教学效果,以期为授课教师在高中信息技术课程中培养学生的设计思维能力提供直接的指导,为后续关于设计思维能力培养的研究提供借鉴和参考。