数学素养是学生发展所需的必备品格、关键能力。本研究以小学四则混合运算为载体,以提升小学生数学运算素养为旨归,以教学设计为成果形态,逐步促进小学数学运算教学的发展。在研究前期通过大量文献分析对小学数学运算素养进行概念界定,提出评价框架以及四则混合运算教学设计的基本结构。其次根据小学数学运算素养评价框架,采用问卷调查法、文本分析法对学生学情、教师教学展开调查分析,得出小学运算教学设计的启示;采用文本分析法对四则混合运算教学内容进行梳理分析,提出基于数学运算素养下四则混合运算的教学建议。在此基础上提出教学设计原则,进行合理有效的教学设计。最后提出本研究的结论与反思。本研究提出小学数学运算素养是在理解运算算理和明晰运算对象的基础上,根据运算法则和运算律,寻求合理简洁的运算途径进行正确计算,解决具体的数学问题情境之后潜移默化所形成的数学素养。提出小学数学运算素养的评价框架,将小学数学运算素养分为三个维度,即数学运算知识、数学运算过程、数学运算应用。其中数学运算知识包括数的理解、运算符号、算法算理、代数运算和运算方式;数学运算过程考察学生分析运算条件、探究运算方向、选择运算方法、设计运算程序、得出运算结果五个方面;本研究由于只涉及四则混合运算,所以在数学运算应用中只涉及数与代数领域。从现状调查中得出学生在四则混合运算的学习中没有主动地建构起知识网络,没有透彻理解运算律;大多数教师能够意识到培养学生数学运算素养的重要性,但在教学具体实施中对数学运算素养的落实还有待进一步地提升。在对四则混合运算教材内容进行文本分析后,提出基于数学运算素养下四则混合运算的教学策略,主要包括重视学生良好的运算习惯的培养、注重学生对四则混合运算知识的理解、采用先进的教学理念三个方面。数学运算素养的落实有典型案例的支撑,以“带括号的四则运算”、“乘法分配律”为例,从教学目标、重难点、过程、评价四个方面进行四则混合运算的教学设计。同时提出四则混合运算的教学建议,包括:养成良好习惯,培养运算兴趣;合理组织数学活动,理解数学运算知识;习题层次突出,注重运算过程;建构运算知识网络,发展逻辑思维能力。