小学数学探究性学习是以培养学生的探究精神、数学素养和创新思维等高阶学习水平为目标的学习方式。要达到这样高水平的学习目标,需要根据教学设计原理精心设计探究性学习活动。通过整理分析前人文献,笔者发现现有研究主要集中在探究性学习活动的一般性理论介绍及在各学科的应用上,对探究性学习活动的教学设计内在机理研究不足。因此本研究运用访谈法、问卷法、田野调查法和行动研究法,对T市J小学高年级数学探究性学习活动教学设计存在的问题展开调查,了解到目前探究性学习活动教学设计主要存在缺乏专门理论指导、设计主体单一、忽视学生因素以及潜在因素影响教师设计的问题。基于以学习活动为中心的教学设计理论,依据其教学设计模式,本研究明确了探究性学习活动的设计要素（活动目标、活动任务、活动资源和工具、交互过程、活动成果、活动规则）和设计流程（前期分析、确定目标、设计方案、检验方案、改进方案）,以人教版小学数学五年级上册的《平行四边形的面积》为例设计了探究性学习活动方案,最后通过“目标―手段”的一致性检查和缺陷分析检验方案,进而改进并实施方案。本研究提出了五条小学数学高年级探究性学习活动的教学设计建议,主要包括:系统化设计是“探究”目标实现的前提;知识建模是提高教学设计分辨力的保证;活动情境是探究性学习活动的支架;活动任务是探究性学习活动的重点;检验方案是改进活动方案设计的关键。希望这些建议能为一线小学数学教师设计探究性学习活动提供有益参考。