数学课堂教学设计是课堂教学的宏图和蓝本，科学、合理的数学课堂教学设计不仅是课堂教学效率的保障，而且对于学生学会认知，学会做事，学会共同生活，学会生存这四种基本学习具有重要意义。实施新课改以来，老师们的数学课堂教学设计虽然发生了很大变化，但是仍然存在很多问题，影响着教学质量。本文正是基于这样一个基础进行研究的。本文研究的目的在于探讨新课程改革下面对不同的学生高中数学课堂教学如何设计才能更合理有效。本文采用的方法主要有文献法、调查法和教学实验法。本文的研究思路如下：首先查阅分析资料，寻找教学理论依据，设计调查问卷，调查老师们在设计课堂教学中的思路和想法，归纳整理，发现当前课堂教学设计存在的问题，执果索引，探究问题产生的原因。然后在教育教学理论的指导下，从老师们的实际课堂教学设计模式雏形入手，提出差异教学下同题异构课的课堂教学设计的基本要求和合理的设计思路。最后，展示教学案例，在教学实践中检验分析课堂教学设计的有效性。本文包括五章内容：第一章是问题提出的背景和文献综述；第二章是界定相关概念和列举新课标下高中数学课堂教学设计的特点；第三章是差异教学下同题异构课的数学课堂教学设计现状调查，通过调查确定当前数学课堂教学设计中存在的问题并对问题进行归因分析；第四章是针对问题提出数学课堂教学设计的基本要求和合理的课堂教学设计思路；第五章是教学案例与教学效果分析。通过研究，我们认为高中数学差异教学下同题异构课的课堂教学设计应遵循如下要求：教师善于创造机会进行深造；积极参加数学课程培训，提高对数学课程的整体把握能力；对学生的知识基础、认知水平、认知结构和学习态度有一个全方位地把握，调整课堂教学设计策略落实学生的主体地位；落实导师制，促进师生之间的相互了解；加强与初中教师的交流学习，把握初中数学的框架；系统化整理数学教学资源。设计思路应该是：第一步，认真研读数学教材和数学教师教学用书。我在研究中发现提纲式两遍阅读法能够很好地把握教材的框架结构和内容差异。第二步，做教材例题和课后练习题以及参考资料上的相关题目。把题目做在学生之前，想在学生之前。第三步，构思数学课堂教学设计。第四步，搜索相关的数学教学资源。第五步，整理成书面的课堂教学设计，以展现教师的理论素养，逻辑思维水平和谋篇布局的能力，同时积累自己最宝贵的第一手教学资源。第六步，与学生沟通交流，做好教学反思。论文的最后是教学实验，通过教学效果分析，比较实验学生与对照学生的数学学习状态和高中数学学业水平测试的通过率，可以发现修正后的数学课堂教学设计是可行的并且有效的。