《普通高中数学课程标准（2017版）》中明确提出了数学学科六大核心素养,直观想象作为六大核心素养之一,它是探索和形成论证思路、进行逻辑推理、构建抽象结构的思维基础。在高中阶段,高中学生数学直观想象素养的培养不断得到重视,教师们也在不断改进自己教学。本文主要讨论教师在教学中如何改进教学和优化教学设计,探讨如何提高高中学生直观想象素养的培养。本文通过查阅文献资料了解直观想象研究背景和研究意义,确定了本文的研究框架和研究方法。在此基础上,我们分析了直观想象国内外研究现状,对相关的核心概念以及研究的理论基础进行阐述。其次,对高中学生直观想象素养培养现状进行调查与分析。最后,根据调查现状提出教学策略,将优化的策略和修改建议渗透到教学设计中,展开研究结合具体内容说明教学策略和建议下教学设计的操作流程和优化过程,探讨如何更好的优化教学设计来培养学生的直观想象素养,并通过测试题的形式验证具体教学策略下优化教学设计的有效性。研究得到了以下结论:（1）以某市的五所高中为例调查高中学生数学直观想象素养培养现状,结果表明大部分教师虽然重视培养学生的直观想象素养,但是在实际教学中存在教学方式比较单一、理念比较落后等问题。（2）基于调查现状,提出以下培养高中学生数学直观想象素养的教学策略:教师应该在教学中合理利用生活实例,充分理解数学问题;强化数形结合意识,适时渗透几何直观;充分结合信息技术,感知图形变化规律;利用模型简化问题,构建代数几何桥梁;围绕图形多维思考,发掘联系解决问题。（3）通过教学实践发现,以培养高中学生数学直观想象素养为目的,在教学策略下结合具体内容优化教学设计,有助于学生的直观想象素养的提升,有助于提高学生的课堂参与和数学的兴趣性,有助于教师教学的改进,更有助于教师的专业素质的提升,为一线教师培养学生直观想象素养指明了方向。