翻转课堂作为一种新兴的教学模式,在信息化和大数据的环境下应运而生符合我国新高中数学教育改革的要求。它突破了传统班级授课制的局限,打破了时空限制,是实现课前自学、课上交流互动、协同创新、知识内化迁移,实现个性化教学、突出学生自主、教师主导的双主体模式,充分调动了学生学习的自主性与积极性。针对高中数学学科,如何创新设计翻转课堂,并在此模式下展开个性化教学,提高学生的自主性,是当前研究的热点问题。本研究在大量阅读分析国内外相关参考文献的基础上,以学习循环圈、掌握学习、联通主义等六个理论为支撑,研究高中数学翻转课堂的教学设计。其次,针对翻转课堂教学设计和数学教学现状,对江苏省泰州市某所高中进行调查与数据分析。针对调查发现的问题进行了成因分析,提出了数学翻转课堂教学设计的四个基本原则,梳理了翻转课堂教学设计的思路,结合高中数学课程内容中函数和几何与代数的特点展开了“两分析两设计四环节”的高中数学翻转课堂教学设计基本模型的框架建构、微课视频设计与自学任务单设计。同时,针对教材中圆锥曲线与方程的教学内容进行了教学实践,通过独立样本T检验对实践班级进行前测,在两个整体数学水平没有明显差异的班级中,随机选取一个班采用翻转课堂教学设计展开教学,另一个班仍然采用传统的教学设计进行教学。教学过程后,通过独立样本T检验对单元检测成绩实行后测,并进行学生问卷调查和随堂听课教师的教学评价分析,生成对教学实践的总结与反思。结果表明,将翻转课堂应用在高中学段数学学科中,能够充分体现教师的主导性和学生的主体性;有利于提高学生协同创新、分析问题解决问题的能力;在学习过程中,学生的学习兴趣增强,学习动机得到强化;个性化教学得到体现。但是还需要通过教学管理机制创新,增强学生的自控力,精心分配小组成员,维护良好的课堂氛围,从而保证翻转课堂能带来更好的教学效果。本研究所得到的结论为今后将翻转课堂的理论与数学教学的实际相结合提供了实践依据。