数学实验教学是一种引导学生借助一定的物质工具或技术手段来发现规律或探究结论的新型教学方式。在国际教育改革的大趋势下,国内不少高校都开设了专门的数学实验课程,以顺应新时代对人才培养的新需求。但在高中阶段进行数学实验教学尚处在尝试摸索阶段。本文主要运用文献资料法、实验研究法、行动研究法、问卷调查法等研究方法对高中数学实验教学的理论和实践进行探索。首先在梳理文献资料的基础上,对数学实验和数学实验教学的概念进行界定,对数学实验教学现状进行分析,指出了在高中阶段开展实验教学的可行性和必要性；其次,从教育、心理学方面解释实验教学的理论依据,归纳其特征,提出高中数学实验教学设计的基本原则、教学分类和教学模式的基本环节：“创设实验情境——实验与活动——归纳与猜想——思考与验证——应用与拓展”；最后,结合笔者的实验教学实践经验,构画出高中数学实验教学内容的框架,以四个数学实验课题为例,设计相应的实验报告,进行实践分析,并设计问卷对开展和未开展数学实验教学的两个不同班级进行调查,对比研究得出数学实验教学的有效性。研究表明：在高中阶段开展数学实验教学是可行的、必要的、有效的。它可以辅助传统的课堂教学,有利于提高学生数学学习的兴趣,帮助学生理解数学知识和本质,培养学生问题探究的能力,激发学生的创造潜能。文章首次构画出高中数学实验教学内容的框架,探索出高中数学实验教学模式的基本环节,设计数学实验报告开展数学实验教学研究。