数学探究能力的培养对于学生自身发展具有重要意义,在数学教学过程中实施探究式教学模式是培养学生数学探究能力的有效途径之一。通过文献分析法、实验法、问卷调查法和访谈法提出了“基于数学实验室的高中数学探究教学模式”,该模式的操作程序是:创设实验情境,启情设疑,明确研究问题——依据实验设备,分析猜想,确定探究方案——操作实验工具,观察现象,验证数学猜想——反思实验过程,总结归纳,应用拓展新知。应用该教学模式在芜湖市第十二中学高二年级选取两个班级作为实验班与对照班展开实践研究,以入学摸底数学考试成绩以及期末数学考试成绩为前后测数学成绩,应用SPSS 20.0软件对两次成绩进行独立样本检验,结果表明实验班的期末数学平均成绩明显高于对照班,标准差低于对照班,两班数学成绩存在显著性差异;通过《中学生数学探究能力评价量表》对学生的数学探究能力水平进行测评,结果表明实验前后实验班学生测评成绩有所提高,在探究能力的七个基本能力要素中制定实验方案的能力、解释与形成结论的能力以及反思与评价能力相比于其它四个有显著性提高,根据该量表的等级评定标准可知学生的数学探究能力水平由一般提高到较强水平。通过该模式实践研究可发现,在实际教学中,并不意味着该模式操作程序的每一环节都必须具备,也可根据实际情况与传统教学相结合灵活运用其中某一个环节或某两个环节以最大程度地实现教育目标。