数学在形成人的理性思维、科学精神和促进个人的智力发展的过程中发挥着不可替代的作用,数学素养则是现代社会每一个人应该具备的素养,《普通高中数学课程标准(2017版)》首次提出了数学六大核心素养,其中直观想象素养是使学生对问题进行分析、转化,并且探索问题本质的重要素养,也是探索和形成论证思路,进行数学推理,构建抽象结构的思维基础,因此,了解高中生直观想象素养水平现状具有重要的意义。基于以上背景,本文选取395名高三学生作为研究对象,主要采取文献综述法、问卷调查法、测试法进行研究,首先对国内外关于直观想象素养内涵、直观想象素养教学等文献进行整理和分析,在此基础上,以《普通高中数学课程标准(2017版)》中关于直观想象素养的水平划分为依据,并且深入分析《普通高中数学课程标准(2017版)》附录中的教学与评价案例以及高考题,编制了一套测试高中生直观想象素养水平的测试卷,目的是为了能够真实、准确、科学的反映出当前高中生直观想象水平现状。将测试结果进行统计分析,得到如下结论:(1)参加测试的大多数学生能够达到水平一和水平二也就是达到学业测试水平和高考水平,但仍有少部分学生不能达到高考水平,而且只有极少部分学生能够达到水平三。(2)不同性别的学生在直观想象素养水平上存在显著差异。(3)文理科学生在直观想象素养水平上存在显著差异。(4)教师的教学方式对学生的直观想象素养水平有影响。(5)学生的作图习惯对学生的直观想象素养水平有影响。最后,依据测试结果得出的结论,就如何提高学生的直观想象素养水平提出以下建议并给出合理的教学设计:(1)根据性别、文理不同实施有针对性的教学,补齐直观想象素养的短板。(2)理论联系实际,激发兴趣。(3)教学方式现代化,创造直观想象空间。(4)教学内容丰富化,掌握直观想象方法。(5)养成良好的作图习惯,学会将复杂问题图形化。(6)开展直观想象素养的MPCK研究,提高教师本领。