科学技术的飞速发展,推动了社会进步变迁。数学作为基础学科,在人类形成理性思维和促进个体智力发展中发挥着不可替代的作用。近年来,学生数学关键能力培养的问题受到教育界的密切关注,一题多解作为变式教学中最常用的教学手段被一线教师广泛使用。本文旨在调查目前高中课堂一题多解教学的实际情况,基于学生数学关键能力的发展,分析目前高中数学一题多解教学现状,针对现状对教学实践进行优化,设计教学活动,在教学实践中逐步培养学生的数学关键能力。结合专家对数学关键能力的理论研究,本文采用问卷、测试卷调查和实验研究等方法对高中生数学关键能力的培养进行实践研究。首先对核心概念进行了界定和解读,本文主要对一题多解、数学关键能力进行界定和解读,对数学关键能力的测评进行了模型构建。其次选取了高中生和一线教师,通过问卷调查发现,(1)学生在一题多解中主要存在的问题为审题不清、思路不清晰等;(2)学生的数学抽象、逻辑推理以及数学建模能力比较薄弱;(3)教师对一题多解教学评价很高,但受教学时间和个人精力的限制一题多解教学质量不高;(4)一些教师认为一题多解教学主要对优等生有帮助,对中等生和学困生并无太大帮助。基于上述结论,结合数学关键能力六个方面的培养,给出一题多解的教学对策:(1)课前准备,提取关键教学事件;(2)阅读审题,培养学生理解能力;(3)独立思考,培养数学思维能力;(4)表达展示,培养数学表征能力。最后进行具体实践操作,对提出的一题多解教学策略进行分析,设立实验班和对照班,通过测试题考试和期末考试的方式来双重考查学生数学关键能力是否得到提高。实验结果表明,一题多解教学提高了学生的数学关键能力和解题能力,尤其是对数学抽象能力和逻辑推理能力有显著的提高。