《普通高中地理课程标准(2017年版)》提出了地理学科核心素养,培养学生的地理综合思维素养是学者和一线教师研究和实践的重要任务。传统的地理大专题教学课堂以老师讲解为主,学生们被动地接受老师灌输的知识,往往使得课堂效率低下,不能适应新课改对学生应有地理学科能力和素养的要求。面对这种学习形势,微专题教学作为一种常用于突破重难点的教学方式,有利于学生综合思维的提升。本文以微专题教学为研究对象,以高中地理新课程标准、建构主义理论、认知学习理论为理论指导,对微专题教学进行概念界定、分类,分析微专题教学的特点;阐述微专题一般设计流程;简要对地理综合思维素养概念、表现及其特点,水平划分进行解读;在综合思维培养视角下进行微专题设计,分析微专题教学对综合思维培养的意义;利用调查问卷对学生进行学情调查,设计问题对教师进行访谈,了解学生学情和教师对综合思维的认知、教学方式的看法;设计并运用微专题教学案例进行实证实验;通过对学生的主客观反馈情况、两次全市统一的模拟考成绩的对比进行教学反馈,证明微专题取得的教学效果。研究表明,微专题教学具有小而精、重逻辑关联、教学安排灵活的特点;探讨综合思维培养视角下的微专题设计思维模型,形成了要素综合、时空综合、地方综合视角下的微专题案例,分析微专题教学对综合思维培养的重要意义。利用调查问卷对学生进行学情调查,发现了学生的地理成绩普遍中等偏弱,地理综合思维能力不强等问题。设计访谈问题了解老师对综合思维认知、平时的教学方式,访谈结果反映教师们比较了解地理核心素养,重视通过问题设置锻炼学生思维,但是也存在对综合思维掌握的深度不够,导致在教学过程中对思维培养缺乏针对性等问题,这样的学情和教情为微专题教学进行有效性教学提供参考。运用微专题教学案例《农业生产中地膜、温室技术的运用》,分析实证案例对综合思维培养的作用,最后通过学生自我认知调查、卷面呈现进行学生学习效果分析,体现了学生综合思维的提升。通过实验班级和对照班级两次全市统一的模拟考成绩平均分对比、部分体现综合思维能力的小题平均分和得分率,证明了微专题教学对综合思维培养的提升作用。