随着数学教育研究的不断深入，如何帮助学生在课堂教学中高效学习成为研究重点，这也是新课程所倡导的重要教育理念。新课程标准对高中生的数学学习过程提出了新要求，如注重让学生主动学习、合作学习、探究学习等，这些变化对数学教师的课堂教学提出了更高要求。然而进入高中阶段学习后，由于受学习科目增多、高中数学知识逻辑性强和抽象程度高等因素影响，部分学生出现了数学学习兴趣不高、学习数学的方法不够灵活等不利于数学学习活动有效进行的现象，最终影响高中学生数学学习有效性全面提高。因此要使数学教学活动高效有序地开展，帮助学生更有效地学好数学，必须对学生的数学学习进行深入研究。概念图是一种有效教学策略和评价工具，如在教学设计中使用概念图能帮助教师提高教学水平、在课堂教学中使用其能促进教师与学生之间的交流以及帮助教师评价学生的数学学习等。那么用数学知识制成的概念图与一般概念图相比会有哪些独特特征；数学概念图在数学的教与学过程中具有哪些功能和形式；将概念图应用于学生的数学学习，对学生的数学学习具有哪些功能；应用概念图在哪些方面有益于改善高中学生的数学学习，提高他们的数学学习有效性，这些问题都值得我们深入研究。本文首先整理了概念图相关知识及概念图在数学教学中应用现状，结合数学概念特点，给出了数学概念图的定义和特征、探寻了数学概念图的理论基础。然后根据概念图在数学学习中应用，总结了概念图绘制方法以及示例，还给出了概念图在数学学习中应用的形式。根据研究数学学习有效性的需要，在分析影响数学学习有效性因素基础上，给出了数学学习有效性评价体系，为教师准确评价学生的数学学习提供可行方法。然后通过对学生数学学习现状的问卷调查，了解高中学生数学学习有效性现状，找出高中生数学学习中存在的问题。结合数学概念图特征，从理论上分析了概念图在数学学习中各种功能，得出概念图在数学学习中的应用能够提高高中学生的数学学习有效性。最后将概念图应用于数学学习，验证了数学概念图具有能够提高学生数学学习成绩、激发学生学习数学兴趣、改善学生学习习惯、促进师生之间数学交流和合作等功能，结合数学学习有效性评价体系可以得出使用概念图后学生的数学学习有效性有了一定提高，从而从理论和实践上都论证了概念图能够提高高中学生的数学学习有效性。然后针对实验中出现的问题进行了一些深入探讨，希望能给教师应用概念图教学提供帮助。