《义务教育数学课程标准(2011年版)》提出：“数学素养是现代社会每一个公民应该具备的基本素养”。作为促进学生全面发展教育的重要组成部分,数学教育既要使学生掌握现代生活和学习中所需要的数学知识与技能,更要发挥数学在培养人的思维能力和创新能力方面的不可替代的作用”。然而,目前我国数学教学中仍普遍存因重视读、写、算而忽视看、想、绘的教学局面。时间长了就不利于学生“非逻辑思维能力”的发展,可能引发学生学习质量差、负担重等负面影响。20世纪60年代末,美国哈佛大学艺术心理学教授鲁道夫·阿恩海姆,为我们送来了“视觉思维”这一新奇的理论。他探讨了视觉器官在感知外物时的思维特征,并提出从感性信息的捕捉到普遍理性概念的获得,是一个连续统一的过程。旨在弥合感知与思维、感性与理性、科学与艺术之间的割裂。笔者将视觉思维理论引入中学数学教学研究中,是基于视觉思维不仅符合新课程改革的基本理念,而且有利于改善数学教学中存在的思维教育问题,是学生适应学习环境改变的一条有利的途径和方法。本文立足于视觉思维理论及相关研究,结合数学思维理论、数学教育心理学、数学学习心理学、数学方法论等学科基础,对视觉思维、视觉意象等相关概念作了进一步的界定和分析；探讨了视觉思维理论的局限性；辨析了视觉思维与几种常见思维之间的关系；绘制数学学习中视觉意象的形成过程；提出了视觉思维的三大培养途径；并以视觉思维在数学概念教学和问题解决中的应用为例,详细介绍如何在数学的教与学中应用视觉思维提高教学质量。文章末尾还进一步思考了与视觉思维理论相关的研究方向。