信息时代背景下,人才培养要求发生变化,细化到课程教学就是发展学生的学科核心素养。数学作为高中主要学科之一,承载着培养核心素养的重要使命。学生数学学科核心素养的养成对数学教师提出了新的挑战。深度学习作为一种“素养”导向的改进教学理念受到了人们的关注。《普通高中数学课程标准》（2017年版2020年修订）要求教师整体把握教学内容发展学生核心素养,提出主题式教学,也在改进课堂教学中发挥着重要作用。因此,深度学习和主题式教学的融合对改进课堂教学,促进数学学科核心素养达成具有重要意义。文章包括五个部分:第一部分根据研究背景提出研究问题,明确研究思路和研究方法,阐述研究的理论基础;第二部分采用文献研究法,梳理了有关深度学习、主题式教学和数学学科核心素养的文献和书籍;基于第二部分的文献研究,第三部分进行了理论构建,阐述了深度学习、主题式教学和数学学科核心素养三者之间的关系,探讨了实施基于深度学习的高中数学主题式教学的必要性和可行性,明确教学特征和实施教学的流程;第四部分通过问卷调查和访谈可知,进行基于深度学习的向量主题式教学十分必要;第五部分基于上述理论研究进行案例教学探索,为培养学生数学学科核心素养提供一个可供借鉴的范例。基于上面研究,可以得到如下结论:（1）深度学习和主题式教学具有一致性;深度学习是培养数学学科核心素养的实践模型;主题式教学是实现深度学习的可操作手段。基于深度学习的高中数学主题式教学是改进高中数学课堂教学、培养数学学科核心素养的有效手段,教学具有高度、深度和广度。（2）目前高中向量内容教学存在诸多问题,基于深度学习的向量主题式教学能够较好地改进现状。要以学生为本进行教学设计,构造“一种新的运算对象——向量”为主题,重视向量概念的教学,强调向量运算的探究,培养学生向量的应用意识,发展学生的数学学科核心素养。