分层教学是一种革新的教育思想，也是对素质教育方法的新探索，具有重要的理论意义和实践价值。分层教学理论基础包括“主体性教育思想”，“结构一定向理论”和“教学过程最优化理论”。近年来有关分层教学的研究多停留在理论探讨的层面上，操作过于笼统，结论也过于感性化，学科的针对性不强，因此，为了克服和改进了传统的学业评价制度的缺陷，大面积提高教学质量，探索和研究分层教学理论在高中数学教学中的应用实践是很有必要的。 本文针对高中数学教学的特点，在分析了相关的分层教学理论的基础上，具体探讨了分层教学的操作程序和实施策略，并通过分层教学实验予以论证，最后，总结了分层教学中应注意的若干问题。在主体分层中实行显性分组，隐性分层，形成组内合作，组间竞争的运行机制，减少“标签效应”的负面影响；在教学目标分层中提出目标的激励性原则；在教学过程中，根据教学目标、任务和学生认知特点的不同，把课堂的主渠道与课外的辅助延伸相结合，将个别辅导、分组教学、集体教学等进行多元化的优化组合，力争使课堂教学效果最佳。总体上有效组织教学的各个环节，优化课堂教学模式和结构，使分层教学系统的整体功能最大化。 实验证明，通过分层教学，能解决数学教学中学生程度参差不齐与教学要求同步划一的矛盾，解决独立思考和合作学习的矛盾，解决普及与提高的矛盾以及解决两极分化和后进生转化等难题，使全体学生不仅在学业上学有所得，而且使他们的个性得到充分的发挥和发展，使高中数学教学走向素质教育的轨道。