教学设计自20世纪60年代诞生以来,一直是教育研究的热点问题之一,受到越来越多的研究者的关注。教学设计是教师进行教学的一个重要环节,对教学活动起着主导作用。教学设计的成功与否直接影响到教学活动的有效性和可控性。SOLO分类理论是一种认知发展的理论,它以思维方式和反应水平这两种方式来描述认知发展。SOLO分类理论模型既能反映学生认知质的差异也能反映量的差异,能系统描述学习者面对不同学习任务时的表现,为我们进行教学评价以及确定课程目标提供了一个有力的理论框架。本文将以SOLO分类理论为指导,考虑学生思维结构水平,从而优化教学设计。具体是依据SOLO分类理论的几个层次指导教学设计的整个过程,以期实现提升高中生数学思维水平的目标。最后通过对比实验研究的方式验证了SOLO分类理论在高中数学教学设计中的有效性。通过实验所得数据可以看出,SOLO分类理论指导高中数学教学设计在激发学生的学习积极性的同时还提升了学生的数学思维水平。经研究可以看出,SOLO分类理论指导下的教学设计在课堂教学中不仅可以激发数学课堂的生命活力,而且能够充分调动学生数学学习的积极性与主动性,提升学生的思维水平。因此,SOLO分类理论对高中数学教学设计具有十分重要的意义。