PBL从学生的角度来说是以问题为导向的学习模式,而从教师的角度来说是以问题为导向的教学模式,课上的问题被教师提前设计好,将学生分成学习小组,学生分组协助,通过小组讨论和研究,分析探究问题,并解决问题,基于教师的引导,讨论和总结解决问题的最佳办法,完成学习目标。PBL教学的主体是学生,主导者是教师。PBL符合“以学生为本”的教育教学理念,符合素质教育的基本要求,这种教学模式目的是培养学生的创新思维、逻辑思维以及合作交流学习的能力。本文主要分成六个部分,第一部分主要介绍PBL教学的背景,分析PBL教学的理论意义和实践指导意义,以及确定此主题研究的思路和研究的方法。第二部分是文献综述,这部分首先介绍了文献的检索结果,接着分别从国外和国内两个角度对PBL的研究和实践现状进行分析,总体阐述了PBL教学模式的产生与发展历程,PBL教学的内涵,特征,流程及优势。第三部分介绍了PBL的理论基础,分别是人本主义学习理论,建构主义学习理论,情境认知理论,问题教学理论,发现学习理论。第四部分利用问卷调查法和访谈调查法调查了PBL的中学数学教学设计现状,发现PBL教学模式在当前中学数学教学中运用的情况和某些不尽人意之处,主要问题是受调查的教师对PBL的教学价值的认同感不高,在实施的过程中容易忽视学生作为学习的主体,对于课后的教学设计反思的情况也不够理想等等。在此基础上,第五部分是PBL教学模式的实证研究。在第四章调查的基础之上,首先提出了PBL教学设计的五大原则:问题驱动原则,合作探究原则,循序渐进原则,可行性原则,整体性原则。基于这五大原则,本文给出了PBL的教学设计模型,基于此模型,设计了关于《幂函数》的教学设计案例,在此案例基础上,对平均水平相当的两个平行班级做了实验研究,实施方法是对照班级用传统的讲授式教学模式,实验班级运用PBL的教学模式,以学生的期中考试成绩作为实验的前测成绩,后测成绩由笔者设计的题目进行测试,将得分结果输入SPSS.19得到独立样本t检验的结果,由对结果的分析,得出结论:PBL的教学模式要优于传统讲授式教学模式。第六部分将整个研究过程进行归纳,总结了研究结果,分析此研究的不完善的地方,对未来的研究进行预测。本研究中的提出的PBL教学设计的流程仍然处于实验阶段,PBL教学设计流程的广泛适用性和实验数据的有效性需要继续改进和完善。