九年一貫數學學習領域的數學總體目標為： (1) 培養學生的演算能力、抽象能力、推論能力及溝通能力。
(2) 學習應用問題的解題方法。
(3) 奠定下一階段的數學基礎。 是說小學畢業是奠定初中的基礎，初中畢業是奠定高中的基礎。當然，這個話有個語病，因為你不知道高中數學綱要是什麼的話， 你怎麼知道他是奠定了基礎呢！那也就是說，其實設計高中綱要的時候，並不說國中數學奠定了高中的基礎，而實際上是高中的數 學在銜接國中的數學。國中的數學在九年一貫已經定好了，所以高中在寫的時候，必須看他已經會什麼了，必須要來銜接他。
(4) 培養欣賞數學的態度及能力 一位數學家（滂卡瑞）的話「數學的美就來自於你對他的瞭解」。這個話闡述一下就是說，學生討厭數學看不到他的美就是因為他 不瞭解，所以這造成一個矛盾，很弔詭的一個想法。有一些老師或教育者的說法會說，你讓學生欣賞數學，覺得它美了他就會高興 來學數學。但是你按照滂卡瑞這個想法的話，他之所以不欣賞數學的美就是因為他不懂。就是說，我給他欣賞，他覺得美他就會懂 ，另一個說法是，他就是不能欣賞因為他不懂。我認為這個學生不懂的時候，你想要跟他說這多美或多漂亮都是沒用的，他覺得你 是瘋子、是神經病，你只能自己在那邊講得很high。所以我個人的看法是，想要利用學生先欣賞數學的美再引起學習的動機跟興趣 再來學習數學的這一條路是走不通的。但其實我很喜歡講數學的美，所以我不會放棄那一點。我認為你不可能先叫他欣賞了美再來 學數學，而是你一定要先學了數學，才能發現他美。這不也很矛盾，也許就是因為他學不到，所以他看不到美，他就不想學下去。 那怎麼解決呢？就是希望從淺的地方開始，希望一階一階的不要幫他鋪的太大步，能夠從他現在知道的開始。一個教育學者說「影 響學習成效單一最重要的因素就是他現在知道什麼」，所以你要從他現在知道什麼事情慢慢堆積起來。這些說的話也多半是理想， 當你沒有時間有進度壓力的時候，很多事情都要放棄，這我們大家都瞭解。但我在說的是理想，當你有時間、有這個心要把他帶起 來的時候，就是給他從一個淺的層面開始，真的要他懂才能夠有希望會喜歡這門數學，欣賞到數學，正面的回饋就開始了。他就覺 得有成就了，喜歡了，下一步就願意走下去了。
將來別人可能會告訴你這個數學很漂亮，做成投影片、JAVA、GSP的動畫給學生看，讓學生覺得有趣，他就會來學。很抱歉要澆你一 盆冷水，那就是不可能。那些有趣的、動畫的、互動的電腦軟體在高中或初中都有可能在教學碰到這些東西，你帶到教室裡面，曾經 做過這些事情好幾遍，結論都是非常的挫折。學生在他不懂的時候，你給他那樣一個操作工具，他只是胡亂玩一玩，東點一下西點一 下，然後這裡拉一下，那裡拉一下。我可以說從來沒有見過學生發生教育學者所說的、所期望的自我學習、自我探索的那種事。沒有 人這樣拉一拉、弄一弄就會發現「哇！好奇怪喔！為什麼會這樣？」，然後就想為什麼會這樣，接著探索發現原來是因為這樣，這樣 的事從來沒有發生過。那些東西都要先給學生一些知識、基礎，有概念之後，你在跟他說操作這些東西的意義是什麼。這時候他才瞭 解，才有一點點可能欣賞到原來是這樣，他的原理是如此，所以他才不會亂拉、亂點。當你發現你跟他說了一些原理，說這個軟體做 什麼事，當你發現學生在想辦法破壞這個軟體，讓軟體失敗、跑不動，這時也許才是成功的。因為他知道原理了，他知道運用這個原 理去傷害這個軟體，這時他真的懂了，學生在運用他的知識在這個互動軟體上。
其中，國民小學的目標為：
(5) 在第一階段（一至三年級）能掌握數、量、形的概念。 形是包含平面跟立體的幾何形體。
(6) 在第二階段（四至五年級）能熟練非負整數的四則與混和計算，培養流暢的數字感。 有些地方不喜歡說數字感，而是說「數感」。總之，英文就是「number sense」。
(7) 在小學畢業前，能熟練小數與分數的四則運算；能利用常用的數量關係解決日常生活的問題；能認識簡單幾何形體的幾何性質、並理 解其面積與體積公式；能報導簡單統計圖形並理解其概念。
國民中學階段目標則為：
(8) 能理解座標的表示，並熟練代數的運算及數的四則運算。 坐標應該是包含一維和二維的空間。
(9) 能理解三角形及圓的基本幾何性質，並學習簡單的幾何推理。
(10) 能理解統計、機率的意義，並認識各種簡易的統計方法。 在國中階段增加了描述統計的部分，就是增加了第一、第二、第三的四分位數，然後極大極小值，有了這些便可繪製方盒圖（Box graph）。
能力指標 能力指標分成五大主題，其中前四個主題是數學主題，第五個主題是認知。前四個數學主題，第一主題是數與量，英文字母用N來表示；第 二個主題是幾何，英文字母用S表示；第三個主題是代數，英文字母用A表示；第四個主題是統計與機率，英文字母是用D表示；最後第五個 主題是「連結」延續九年一貫綱要中比較屬於認知、情意那部分，包括了數學的內部與外部連結、連結其他領域中的數學問題，包含了察 覺、轉化、解題、溝通、和評析六個能力。
能力指標的結構 首先他分階段，階段一為一至三年級，階段二為四、五年級，階段三為六、七年級，階段四為八、九年級。為什麼要按照階段把能力指標 寫一遍？這是為了配合整個九年一貫課程綱要的大架構，大架構就是規定我們要按照階段整個說一遍。但是老實的跟你們說，在寫這些東 西的那些數學家很不認同按照階段來寫的這個能力指標。他太過於廣大了，而且一次三年或兩年說一個學期目標，你沒辦法細細訂定每一 冊的教科書該要讓學生用什麼步驟過去。當初九年一貫的設計者會認為本來就不應該規定每一冊教科書要怎麼做，而是應該兩年或三年結 束後來一個檢討看學生學會了沒。但是過去實施的那幾年時間，會使我們覺得很難以實施，如果你花了兩年的時間發現突然不行了，那怎 麼辦！兩年都已經過完了。
五大主題的能力指標，按照階段來寫的能力指標，第一個主題，英文字母就寫N，「N-1-01」第一碼就是說數與量這個主題；第二碼是指第 一階段（也就是一、二、三年級）所要學習的能力指標；第三碼是指這些能力指標在第一階段數與量的主題下共有17個，這17個是稍微有 點邏輯順序的編號。之後，以此類推。
另一個部分，則是用同樣的能力指標，用階段的方式重新排列，將第一階段中的四大主題都列在一起。讓你一目了然，可看清楚一、二、三 年級這四個數學主題分別做些什麼（「連結」因為本來就沒有分階段故不再重述）。例如：你可以發現 代數主要集中在第三階段；幾何 主要集中在第四階段。
數學家真正在乎的是後會提到的分年細目，他們重視各年級分別該教些什麼。例如p.87頁，分年細目仍舊是三碼的編排方式，第一碼代表年 級，第二碼換成小寫英文字母，但是英文字母的代表仍舊與能力指標相同（如：n代表數與量）。因此，當英文字母為大寫在第一碼，為能 力指標；小寫英文字母在第二碼，則為分年細目。能力指標是用大的階段來擬定；分年細目，則是一個能力指標可能猜成好幾個分年細目。
「連結」能力指標之詮釋
察覺
C-R-01 能察覺生活中與數學相關的情境 這不分幾年級，這是整個九年一貫要學生會做的事情。例如要去旅行要會看火車時刻表，那是一個二維的表格，會知道對應下來要怎麼看。這是屬於察覺到生活中的一些事情與數學課有關係。
C-R-02 能察覺數學與其他領域之間有所連結 譬如說一個城市的地址設置有某些數學式的想法。這指的是當你在一條路上，這邊都是單數，那邊都是雙數。
C-R-03 能瞭解其他領域中所用到的數學知識與方法 比如說，能瞭解理化中以代數的等式表示壓力、體積、與氣溫之間的關係。
C-R-04 能察覺數學與人類文化活動相關 這就有點欣賞。例：像台灣的原住民或其他國家原住民都有一些編織或藝術等帶狀裝飾往往具有對稱的性質。
轉換
C-T-01 能把情境中與問題相關的數、量、形析出 例：規劃到阿里山的旅程，先要弄清楚到嘉義的火車要花多少時間，嘉義到阿里山的小火車、客運的時刻表以及在阿里山上的行程等。就是 你有一個目標，然後將這些目標分類成幾種問題。
C-T-02 能把情境中數、量、形之關係以數學語言表出 例：Eratosthenes被稱為地理學之父，他是他那個時代最博學的人，他的職業是亞歷山卓港邊城市的圖書館館長，那據說曾經一度是地球上 最豐富的圖書館，該圖書館早在戰爭時已經被燒掉了。Eratosthenes在那個圖書館測量地球的大小，他知道夏至那天太陽直射B城，而在A城 則成七度半的斜射，又測得B城在A城的正南方5000單位長的地方，換成幾何圖要畫成p.180頁的樣子。
C-T-03能把情境中與數學相關的資料資訊化 想瞭解班上同學體重的分布，可以把體重做成長條圖。
C-T-04 能把待解的問題轉化數學的問題 承C-T-02的例子，地球大小可用一個周長來表示，所以周常有多大就是轉化後的數學問題。就是說上面畫的這個圓，通過地球南北極的那一 圈經線有多長也就可以說地球的圓周長有多長。要知道那一圈有多長，就可以畫成p.180頁上面這個圓要求圓周長的問題，也就化約成一個 數學問題。
解題
C-S-01 能分解複雜的問題為一系列的子題 例：我們要安排一個三天兩夜去墾丁的旅遊，我們可以分解成一系列該要解覺得問題：1.估計往返交通時間、休息時間及遊玩時間； 2.排定交通工具、遊玩路線及作息時間；3.估算交通、住宿、餐飲及其他費用；4.決定每人分攤之費用。
C-S-02 能選擇使用合適的數學表徵 例：班上有40個同學要去登山，但是有些人來有些人不來。假如班上40個同學本來有座號且沒有缺號，因為現在只來25個人，要他們用座號 報號的方式點人數，有可能3號、4號沒報，你就不曉得他是沒來還是沒跟上。因此最好就是同學集合時，就給她門一個重新的編號從1-25， 只要沒間斷就表示全員到齊。
C-S-03 能熟悉解題的各種歷程：蒐集、觀察、臆測、檢驗、推演、驗證、論證等。 蒐集這些資料，觀察這些資料有什麼規則，猜測這些規則的原理和關係，用你猜測的規則或原理來檢驗那些還沒檢查過的案例是不是都如 此，然後推演、驗證跟論證。
例：台北市地址的單雙號設置是否有規劃？ 蒐集：從自家門牌、友人地址、台北市地圖等蒐集資料。 觀察：一個巷的編號比如南昌街25巷，這個25巷一定會夾在23號跟27號之間。所以巷不是獨立排列的，並非第一條巷子就是一號巷、 第二條巷子就是三號巷，而是這條街上門牌號碼是1,3,5…排下去的話，那麼巷就是一個門牌號碼的意思。故，街路的測巷看成 街路上的住戶，其巷數與街路門牌號數連成一體，所以可用單雙號巷數來區別街路的哪一邊為單號或雙號。 臆測：以號碼小往號碼大的方向為準，街路的左側為單號、右側為雙號。 檢驗：上述的臆測很多地方是對的，但南京西路就例外。似乎所有的西路都剛好相反。 再臆測：街路東西向者，單號在街路的北側，雙號在街路的南側。 再檢驗：仔細看地圖果然沒錯。 推演：既然東西向的街路有這樣的規劃，南北向的應該類似。有點像是數學中的一般化。 論證：拿到的一些資料可能還不夠完整，但我們拿到少數的資料，根據我們的經驗就推論他應該是如何，這個叫論證。我家在南北向的街路上，是雙號，在西側？所以原則應是：南北向的單號在東側，雙號在西側。從少數的事實，配合自己的經驗，就推論了一件事不是那麼結實。 驗證：就是要蒐集夠多的資料，讓你能夠肯定。如仔細察看，無論是南路還是北路，都遵守這樣的規則。
C-S-04 能運用解題的各種方法：分類、歸納、演繹、推理、推論、分析、變形、一般化、特殊化、模型化、系統化、監控等。 推理（在充分的理由之下而做了結論）：底下說了個歷史，因為有人認為某一條河是尼羅河的上游，然後一個探險家就真的探險到那些河 流旁邊的一些地方，在那個地方用高度計測了高度，發現某一條河上的城鎮比尼羅河口還要低，所以就相信那條何不會是尼羅河的 上游。這是有一個邏輯存在，當理由很充分且符合邏輯的一個結論，這個叫推理。 推論：就有點像前面說的論證，論證是比較不可靠，驗證是比較可靠的。在這裡，推理是比較可靠的，推論是比較不可靠的。