随着新一轮数学新课程改革的推进，高中数学的知识点在增加，而课时数在相对减少，如何在有限的课时数上高效的完成教学任务，成为当前数学教学研究的一个重要课题。本文围绕这一课题，从实证的观点出发，通过使用APOS理论指导高中导数教学的实验，论证了APOS理论对课堂效率的提高以及对学生全面发展的影响。本文采用了文献法、访谈法、问卷调查法以及教育实验法。本研究主要分为以下几个部分，首先，介绍了APOS理论、 APOS理论的基础及认识论实质，并论证了高中导数教学利用APOS理论指导的必要性和可行性，对APOS理论指导下的教学模式与传统教学模式进行了比较研究，从而使理论进一步通俗化、简单化，能更好的运用到高中数学的课堂教学中。其次，对高中导数教学进行了研究。对高中导数这一部分的教材、常规的教学方法进行深入的研究，通过观摩教师课堂来了解高中导数课堂教学需要注意的细节，再把高中导数教学纳入APOS理论之下，进行课堂教学设计。再次，对APOS理论下高中导数教学的实证研究。实验班使用APOS理论下教学设计教学，而对照班使用常规的教学设计教学，经过一段时间的教学之后，再对两个班级进行测试，然后用SPSS软件分析所得测试成绩，从而来验证实验前所假设三个问题:①提高学生的数学学习成绩；②提高课堂教学效率；③促进学生非认知因素的良好发展。最后，对实验数据进行分析，得出了实验的结论，给出了教学建议，找出了研究的不足之处和后续的研究方向。通过本研究得到了三个结论，第一，APOS理论指导下的教学模式提高了学生的数学学习成绩；第二，APOS理论指导下的教学模式提高了数学课堂教学效率；第三APOS理论指导下的教学模式促进了学生非认知因素的良好发展。