通过大量的文献调研发现关于学生问题意识培养的研究较少且不成体系，大多停留在对实践经验的总结或具体的教学方法层面上。因此本文通过对目前中学数学教学的实际情况调查，针对在传统数学教学模式下学生问题意识薄弱的现状，提出了基于问题意识培养的数学教学模式的设计模型，从系统的角度，充分重视教学系统中各要素之间的关系，将培养学生问题意识渗透于整个教学的过程和各环节中。然后，应用所提出的设计模型进行了实践研究，在实践中检验了设计模型的操作性和科学性，并在实践的基础上总结形成了三种基于问题意识培养的数学教学模式：基于问题意识培养的概念获得教学模式、基于问题意识培养的原理发现教学模式和基于问题意识培养的原理应用教学模式。该研究能够提高教师对新型数学教学模式的认识，使教师掌握基于问题意识培养的教学模式设计的方法和思路，促使数学教学模式不断丰富、多样化。