中小学生课业负担繁重已经成为我国基础教育阶段不可回避的话题，而数学作为基础教育的重要课程之一，当前的教学现状却令人担忧。高中生面临升学的压力，繁重的课业，学生学习往往不得其法，提高学生的数学学习效率，已成为减轻过重学习负担的必要手段之一。元认知作为学生认知过程的核心，体现着学生的监控和反省能力，学生数学元认知水平的高低对于其学习效率及学习效果都有着重要影响。对于高中生数学元认知水平以及高效率数学学习学生的相关研究已经取得初步成果，但仍存在一些不足，譬如评价工具缺乏全面性、针对性以及可推广性，针对高效率数学学习学生的元认知特征的研究相对较少等。　　本研究采用文献分析以及比较分析的研究方法，以数学元认知与高中生数学学习效率等相关研究为基础，根据多位国内外专家的建议，在全国范围内经过三次取样测试，分别对问卷的内容效度、结构效度、信度等进行分析，研究编制了《高中生数学学习元认知水平调查问卷》，问卷共包含55题，总问卷的Cronbachsα系数为0.951。利用编制好的研究工具，在全国5个不同地区选取研究样本，进行比较研究，进而利用SPSS以及AMOS处理数据，分析高效率数学学习学生具有的元认知特征，根据数据分析结果，给出教学建议。结果表明：⑴高中生的数学学习效率与数学元认知水平之间存在正相关性(r=0.502)。⑵不同效率组别的高中生在数学元认知水平上存在着一定的差异。高效率数学学习学生在数学元认知整体以及知识、体验、监控三个维度的分数都要显著高于其他学生。⑶通过路径模型分析可知，高效率数学学习学生的数学元认知知识直接影响数学元认知体验与数学元认知监控，总体效果值分别为0.461、0.857，对数学学习效率有直接作用与间接作用，作用效果值分别为0.614与0.261。数学元认知体验与监控维度对数学学习效率有直接作用，效果值分别为0.567与0.673，同时数学学习效率也会影响数学元认知体验，其作用效果值为0.408。根据研究结果可知，教学中注重对学生数学元认知能力的培养，有助于提高学生的数学学习效率和成绩，减轻学生的学习负担。