思维的训练是数学课堂最有用的精华。思维能力是核心竞争力,数学是思维的科学,拓展学生的思维是数学教学义不容辞的使命。使学生学会科学的思维,指导学生运用数学知识和数学思想解决实际问题是完成立德树人根本任务的核心和关键。问题变式是拓展思维的有力工具。在教学过程中,教师要根据教学实际,有目的地设置变式问题,创设思维拓展的情境,提高学生的数学思维水平。首先,本文在查阅相关文献的基础上进行了理论分析。本文给出了问题变式的概念,从一题多变、一题多解和多题一解三方面对问题变式进行了分类。此外,本文重点阐述了思维拓展的含义、分类和特点,在给出问题变式和数学思维拓展的概念后,基于对二者的认识,论述了问题变式对高中数学思维拓展的影响,并对基于问题变式进行思维拓展所依据的素质教育理论、现代建构主义理论、波利亚的数学教育理论进行了系统的总结。其次,本文在理论分析的基础上进行了调查研究。笔者利用自编的调查问卷对教育实习学校的高一年级共300余名学生展开了问卷调查,并将收集的数据进行编码和整理,利用SPSS和Excel等统计软件进行了分析处理,得到如下结论:（1）性别对思维拓展意识影响不大,但是男生在思维拓展能力和行为方面优于女生;（2）兴趣和思维拓展存在显著的正相关;（3）教师运用问题变式确实能促进学生拓展思维;（4）学生自主运用问题变式拓展思维的能力有待提高。此外,本文还分析和总结了当前高中数学思维拓展实践中存在的主要问题。最后,本文在调查研究的基础上进行了实践研究。一方面针对问题给出相应的教学策略,主要包括以下几个方面:（1）注重情感教学,改善思维拓展环境;（2）启发学生的数学思考,挖掘思维拓展潜力;（3）指导学生思维拓展的方法,培养得法的思维拓展习惯;（4）重视问题教学,提高思维拓展效率。另一方面根据上述教学策略,结合自身的教育实践,给出了基于问题变式的数学思维拓展的教学实践案例,将思维拓展真正落实到数学课堂中,实现理论与实践的结合。