中学数学实验教学尚处在起步和提出理论构想阶段，数学实验教学的功能没有得到应有的发挥。本研究基于教学实践的思考、数学观的改变、数学教育的需要、时代发展的要求而提出，从研究高中数学实验的理论基础入手，并加以实践研究，试图为中学数学教师提供比较全面和深入的数学实验教学理论和实践模式的参考。 文章结合数学实验的各家观点和教学实践积累出发，辨析了高中数学实验与理化生等自然科学方面的实验、与一般数学实验的区别与联系，通过对大量教学案例共同特征的抽象，界定了高中数学实验的涵义，并基于信息技术在数学实验中作用的思考，重点探讨基于计算机技术的数学实验，在此基础上将数学实验与数学CAI相区别，提出了数学实验在教育心理学、教学论方面的理论依据，探讨了数学实验教学相应的教学模式。 在对高中数学实验初步实践的基础上，本研究以几何画板作为实验平台，对基于计算机技术的高中数学实验进行了为期一年的实证研究，积累了一定的数学实验教学案例，在实验数据处理和问卷调查的基础上，提出了相应的实验结论：数学实验教学能有效促进学生的数学理解，能培养学生的非逻辑思维能力，能提高学生的数学学习能力，能有效提高学生的数学学习信念。 由此，从实验环境要求、实验内容要求、实验主体要求角度提出数学实验教学的适用条件，并总结了数学实验教学的实施原则即数学实验与传统教学相补充、实验活动与数学化相结合、直观与抽象相平衡、个体探究与合作交流相渗透，并进一步展望有待继续研究的问题。