在课程改革不断深化的背景下,地理教学设计不仅要满足学生对知识的理解与掌握,更重要的是促进学生思维和能力的提升。SOLO分类理论作为一种质性评价为主的理论,通过对课程标准以及学生思维层次的分析,能够指导教学设计与教学。从国内外的研究现状看出,SOLO分类理论在指导高中地理教学设计与应用方面具有广阔的研究前景,怎样发挥该理论在高中地理教学设计中的积极作用具有较强的研究价值,逐渐获得研究者们的重视。本文在SOLO分类理论、认知发展阶段理论、教育目标分类理论、因材施教理论、最近发展区理论的指导下,从以下几个方面研究。首先,介绍了本文的研究背景,同时运用文献综述法,分析国内外研究现状,发现其不足并探讨本文的研究意义。其次,对SOLO分类理论、教学设计进行概念界定,并介绍本文的理论基础。再次,运用问卷调查法,对高中地理教师教学设计现状进行问卷调查,发现当前地理教学设计中存在的问题,并对基于SOLO分类理论的高中地理教学设计的可行性进行分析。然后,运用案例研究法,创建出基于SOLO分类理论的高中地理教学设计原则和环节,并在传统的教学设计案例基础上,设计出基于该理论的教学设计案例。最后,运用实验研究法,分别对传统的教学设计和基于该理论的教学设计进行实施,并从学生的学习结果和思维层次两个方面对基于该理论的地理教学效果进行评价,根据效果评价和该理论应用过程中发现的不足,提出相应的教学优化策略。研究发现:（1）在新课程标准、新教材的背景下,开展基于SOLO分类理论的高中地理系统教学设计与应用,能够克服前人立足于旧课程标准、旧教材,研究体系琐碎等不足,使相关领域的研究更具时代性、系统性。（2）当前高中地理教学设计存在着教学方法使用单一,重视教学轻视评价,过度强调应试教育等问题。本研究针对这些问题,提出基于SOLO分类理论的高中地理教学设计的可行性更高,并进一步验证其教学效果。（3）基于SOLO分类理论的高中地理教学设计能够帮助高中地理教师改进教学设计,提升教学质量。同时,也能帮助学生提高学习成绩和思维层次。（4）通过教学实施,教学效果评价以及研究过程中发现的不足,归纳出基于SOLO分类理论的高中地理教学优化策略:充分了解学生学情,把握学生思维分层;专研SOLO分类理论,提升地理教学能力;建立学生档案,对学生思维层次进行动态跟踪。