科学思维是指思维主体基于事实和证据,运用逻辑思维、批判性思维、创造性思维等科学的思维方法探讨、阐释生物学现象与问题,揭示生物学规律,审视或论证生物学社会议题的一种思维习惯和能力。而基于学生科学思维发展的问题串教学则更加注重问题串设计的层次性、系统性、逻辑性、科学性,以期促进学生科学思维的发展。本研究拟将基于学生科学思维发展的问题串教学设计运用到教学实践中,依托SOLO（Structure of the Observed Learning Outcome,简称“SOLO”）分类评价理论建立评分标准检测学生科学思维水平的发展变化,评价问题串教学效果,为在实践教学中有效发展与评价学生的科学思维提供借鉴与参考。本研究主要采用文献研究、访谈调查、实验研究等方法,在搜集和分析“科学思维”与“问题串教学”相关研究现状与进展的基础上,尝试建构基于学生科学思维发展的问题串设计思路并设计教学案例;依据SOLO分类评价理论建立多选题、填空题和论述题的评分标准;通过访谈调查,做出困难预设与应对措施;利用经检测证明具有较高信效度的测试卷进行思维水平前测,选择差异性不显著的两个班级进行差异性教学,实验教学后再次进行思维水平后测。研究结果表明,在高中生物学教学中,可基于SOLO分类评价理论设计检测学生思维水平变化的可行性评价方案。通过对4个教学案例的实践研究,结果显示在实验教学前P>0.05（P₁=0.98、P₂=0.913、P₃=0.106、P₄=0.316）,未见显著性差异;在实验教学后,检测结果P<0.05（P₁=0.032、P₂=0.024、P₃=0.046、P₄=0.017）,说明通过实验教学,实验班和对照班之间差异显著,且实验班的思维检测值平均高于对照班。由此说明,基于学生科学思维发展的问题串教学能够更有效地促进学生运用“演绎与推理”、“模型与建模”等科学的思维方法分析生物学现象,解决生物学问题。