在新一轮课改的要求下，各省的高考形式发生着重大的变革，高中课程也产生相应的变化，数学课一直是社会各界最为重视的一门课程，其中高中立体几何的教学安排在高二第一学期进行教学，时间短、难度大，而学生的立体几何的基础还是在小学和初一的水平，所以学生学习起来有比较大的困难。高中立体几何的概念抽象，文字语言表述、数学逻辑语言描述严密细致，图形表述变式复杂，还有大量的推理论证。如果运用简单的传统教学模式必然使学生对于立体几何概念的理解出现模棱两可，似是而非的学习状况。本文基于APOS理论对数学的概念学习进行分析，从抽象的代数概念到立体几何概念，运用APOS理论的四个阶段指导立体几何概念的教学过程，通过活动，教具的模拟演示熟悉概念直观的外部特征，抽象到直观图形进一步思考一些关于概念的变式问题，形成程序阶段，学生根据自己的理解综合活动与程序对概念加以提炼总结成文字语言概念表述、逻辑语言概念表述、图形表述，形成概念的对象阶段，最后在头脑中形成概念的“图式”阶段。以此理论作为基础，贯彻于我们的教学实践之中，形成APOS特色的立体几何教学设计，最后对教学的过程进行简要的评价。APOS理论对于概念学习已经获得了较为普遍的论证，证明这是可行的，对于帮助学生构建自身的概念体系有着很大的作用，借鉴于立体几何教学应该也能起到一定的成果。本文通过文献分析法对APOS理论教学和立体几何教学设计方面进行系统全面地研究；采用问卷法的形式对高二学生进行了抽样的调查，根据调查的结果、学生试卷的反馈，进一步说明传统的教学对于学生理解立体几何概念存在一定的弊端；利用案例法呈现APOS理论下的教学设计对于立体几何学习的优势所在和教学评价中分析学生解题存在的问题，以及背后的教学原因。