SOLO分类理论认为,学生对某一个具体问题的反应水平可以分为五个层次,这为判断学生的思维认知水平提供了有效的衡量标准。《普通高中地理课程标准（2017年版）》对学生思维认知水平的考察与提升提出新的要求,SOLO分类理论被要求作为参考。本文以SOLO分类理论的核心观念为指导,构建了地理教学设计的流程框架,将其应用于实际教学案例,并分析其合理性、有效性。内容分为以下三个方面:首先,结合具体内容,对SOLO分类理论如何与教学设计中的教材分析、学情分析、教学目标确定、教学评价等环节相结合进行阐述,分析结合必要性;其次,基于SOLO分类理论,以高中地理必修第一册第五章《植被》为例进行教学设计,根据指导策略进行具体实施,以SOLO分类理论为指导设置各教学环节以保证学生思维逻辑发展的流畅性,保证教学设计各环节的合理性,目的在于发展学生思维认知水平、培育地理核心素养;最后,以GZ高中两个平行班作为实验对象,将基于SOLO分类理论的教学设计在实验班进行实践应用,通过数据分析、学生访谈等手段,证实较传统的教学模式学生的课堂表现更活跃、思维认知水平也获得由低阶向高阶水平的提升。实验证明,SOLO分类理论应用于教学设计上既提升了教学效果,又给学生提供了自主提升认知水平的阶梯、激发学习兴趣,帮助学生掌握深层探究等新的学习方法。基于SOLO分类理论地理教学设计既能激发学生地理学习兴趣和提高学习主动性,又能使学生的逻辑层次得到阶层的跨越,在SOLO分类理论的视角下进行教学设计改革创新具有深刻的发展意义。