数学运算是六大核心数学素养之一,一直是数学教育培养的焦点,但一线教师却发现中学生的运算能力呈现退步的趋势。本研究选取湖南某学校201名高一学生作为研究对象;在林崇德关于运算能力的水平划分理论和SOLO水平分类理论基础上,将数学运算能力分为两个维度(指数幂运算和对数运算)制定了水平划分框架并编制了测试工具;采取理论与实证相结合;用软件EXCLE和SPSS20.0对测试卷的数据进行统计分析。本研究希望回答研究问题:现如今高一学生在这两个维度上运算能力水平现状如何?两个维度的能力之间是否有相关性?数学运算能力水平现状如何?是否有性别差异?经过数据分析得出以下结论:学生在维度一上的主要集中在1,2水平,而在维度二上主要集中在水平2,且大致成正态分布;两维度间的能力水平有很强的相关性;高一学生的数学运算能力大多处于水平1和水平2,男生数学运算能力比女生强,且存在显著的性别差异,但是在正确率以及运算速度上,并不存在显著的性别差异;基于以上结论,本文给出了两点教学启示:一个是关于指数与对数的教学,另外一个是关于数学运算能力的培养。