“模型与建模”是我国2017年颁布的《普通高中生物学课程标准》中学科核心素养之一科学思维的重要内容,目前模型教学已经成为教育研究的热点之一。模型中的数学模型是将数学思维引入生物学,不仅加强了学科间的相互联系,而且在课堂中运用数学模型进行教学可以把一些复杂的生物学知识简化,化抽象为具体,有助于学生更好地理解掌握知识和培养建模思维。因此在教学中,教师应该注重运用数学模型,培养学生的建模思维与能力。本研究首先从新课程标准要求、生物学课堂教学及高考需求三个方面阐述研究背景,确定研究目的、意义、思路和方法。通过查阅相关文献,在分析数学模型研究现状的基础上,概述模型和数学模型的涵义、分类以及数学建模的一般过程,并介绍相关的理论基础,为建构数学模型教学设计的研究奠定基础。之后在以前学者有关模型分类研究的基础上,以人教版(2019版)高中生物学教材中涉及的数学模型为例,依据数学工具及表征方式的不同,对其进行整理分类,详细介绍每一类数学模型特点、作用及适用的教学内容。依据数学建模的一般设计步骤、原则和策略,同时结合探究式教学,建构出适合高中生物学数学模型教学设计的流程。流程主要由四部分组成,分别是创设情境,引入课题;引导探究,建立模型;论证模型,分析应用;总结概述,巩固提升。在此基础上按照数学模型类型选取恰当章节内容进行教学案例设计。教学实习期间,以山东省济宁市汶上县圣泽中学高中一年级194名学生为研究对象,对设计的案例——“细胞的增殖”第二课时进行教学实践检验。实践前编制前测问卷检验实验组和对照组学生的同质性,实验组采用建构的数学模型的教学设计,对照组进行传统常规教学,实践后利用后测问卷进行检测,相关数据运用SPSS23.0软件处理分析。研究结果表明,运用建构数学模型的教学设计进行教学与实施传统的常规教学相比在基础知识方面教学差异比较小,但在综合应用知识方面,数学模型教学设计具有较好的教学效果,能更好地培养学生综合应用知识及数学建模的能力。因此,我们可以依据教学内容选择性地将其应用于教学过程之中。