本文针对当前广大高中学生在数学学习过程中存在的学习积极性不高,学习效率低,学习成绩不理想等问题,结合高中数学教育普遍重视知识讲授,轻视能力培养的现状,在经过深入研究教育心理学中刺激-反应理论,认识-发现学习理论,有意义接受学习理论的基础上,提出了有效开展高中数学实验这一研究课题。本研究首先分析了数学实验产生的社会背景。技术的进步,时代的发展对中学数学教育提出更高要求,中学数学实验在这一要求下应运而生,世界主要发达国家引领了数学实验发展的潮流,近几年数学实验在我国有所发展。然后文章对数学实验的发展现状做了详尽调查,由于受传统数学教育思维以及各种主客观条件影响,数学实验在中学阶段的发展速度缓慢,没能真正发挥数学实验对于提高教学质量,改善教学环境的作用。在此基础上笔者提出了数学实验以及有效教学的概念。并对有效开展高中数学实验的意义进行分析同时阐述了有效开展高中数学实验的重要作用以及对如何有效开展高中数学实验提出了相关要求。在上述理论研究的前提下,本研究通过对所教中学学生的数学学习情况进行调查,分析了学生在数学学习方面产生学习困难的原因,然后在现代教育教学理论的指导下有效开展了数学实验教学并对实验教学前后学生学习情况的变化分别做了调查并详尽分析调查结果,探讨学生对数学实验的认识程度,以及数学实验开展前后学生学习情况的变化。通过调查分析验证了有效开展数学实验对提高学生数学学习成绩的积极作用。随后初步探讨了有效开展高中数学实验的教学策略,并通过研究数学实验教学的相关文献,总结了在高中阶段进行数学实验教学的模式。最后列举了二个数学实验教学案例。文章结尾对在高中阶段有效开展数学实验教学进行了回顾与反思。