数学是高中学习非常重要的的一门课程,也是困扰着无数学生的一门课程。这些困扰有来自学习本身的问题,也有来自数学教学模式的问题。一方面从知识难度上来讲,高中数学知识较义务教育阶段难度有了大幅的提高,这给那些义务阶段基础就不扎实的学生带来了学习上的困难。另一方面,从教育普及程度来讲,高校的不断扩招使得高中生的入学人数大幅增加,学生基础、兴趣、能力等各方面差异明显增大。如果仍采用班级授课制下同一课程内容、同一要求和同一方法的教学模式来授课,很可能会加重学生的两极分化,不利于学生的全面发展。因材施教,改变教学模式,尽可能照顾到每位学生的个性差异来进行课堂教学,是每个老师也是每个学生共同的目标。鉴于此,本论文力图从解决数学教学中学生能力水平参差不齐与同一教学矛盾问题出发,对分层教学理论在高中数学教学中的应用进行研究。首先,本文通过学生问卷调查,了解当前学生的数学学习情况以及学生对于分层教学的态度、实施分层教学后的满意度以及课后分层教学实践等实际情况；接着,通过访谈教师和家长,了解分层教学的具体实践情况以及教师家长对分层教学的态度等；最后,本文利用大、小样本检验统计量对学生数学成绩数据进行统计分析,检验显性分层和隐性分层的实践教学效果,探索分层教学实践。本文实验结果表明,分层教学是一种值得尝试和探索的教学模式。在实证调查检验的基础上,基于分层教学现有的问题,本文提出相应的改进优化策略：建立合理的显性分层流动制度,指导课堂隐性分层教学实施；加大对学生和家长分层教学知识的普及力度；教师应提高分层教学的意识,在各个教学环节实践分层教学。在提出理论优化策略的基础上,本文分享了一篇具体的数学课堂分层教学案例——《向量的数量积》第一课时,以期能更具体指导分层教学实践的实施,为分层教学的长远发展尽一份力。分层教学是素质教育的一种体现,实现高中数学教育价值的素质教育改革依旧任重而道远。本文致力为高中生在数学学习上能得到全面的发展,受到更好的数学教育寻找可能的途径。本文的研究旨在为分层教学理论发展提供事实依据,为分层教学实践提供可能借鉴。