Năng lực tư duy và suy luận toán học là một trong những năng lực toán học cốt lõi cần hình thành và phát triển ở học sinh phổ thông. Vì vậy, để phát triển các năng lực, giáo viên cần tạo ra các tình huống dạy học phù hợp, có sự gắn kết giữa toán học với thực tiễn và các môn học khác. Nghiên cứu này đề xuất quy trình thiết kế tình huống dạy học Toán nhằm phát triển năng lực tư duy, suy luận toán học của học sinh. Quy trình đề xuất được minh họa thông qua thiết kế tình huống dạy học khái niệm "Hai vectơ bằng nhau" (Hình học 10). Việc thiết kế các tình huống dạy học nhằm phát triển năng lực tư duy, suy luận toán học của học sinh không chỉ giúp nâng cao hiệu quả học tập môn Toán mà còn đề cao mối liên hệ giữa toán học với thực tế và các môn học khác, từ đó nâng cao hứng thú học tập, ý thức vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn của học sinh.