随着科学技术的不断发展,教学方式也在不断地变革,传统的教学已经无法满足学生素质的发展,所以教学方式逐渐的趋于多样化,本文主要从思维可视化的角度出发,通过对抽象的物理公式、定理或某些特定模块的物理知识和物理规律进行深入地思考与逻辑结构理解后,采用一系列的可视化教学手段将原本隐性的知识结构关联、思维路径以及思维逻辑外显,使物理知识与思维逻辑架构得到有效融合并应用于实际高中物理教学中,帮助学生提升兴趣的同时建立物理思维,提升思维能力和思维品质。本文的研究主要采用的是基本理论与教学实践相结合的方式,在基本理论部分中,第一章主要是阐述了研究背景、研究现状、研究内容、研究方法以及研究意义。首先通过阅读大量的文献,确定研究的背景和方向,之后通过分析总结国内外的研究现状,确定了研究内容和研究方法,并总结了研究的意义。第二章为理论部分,主要从三个模块进行了阐述,第一个模块是概念界定,从物理学科教学的角度对思维可视化、物理思维等进行了的定义。第二个模块是可视化技术的分类介绍,主要针对概念图、思维导图、八大思维图示的特点以及在物理教学中的使用情况进行了阐述,第三个模块是理论依据,分别介绍了建构注意学习理论以及认知心理学理论,为后面的案例设计提供了有力的理论支持。在实践教学研究过程中,先对实验对象所在学校的教师和学生进行了调查,调查形式为问卷和访谈两种,通过对学生开展问卷调查、对不同层次和教龄的教师进行访谈,了解到学生针对于物理学科的学习现状以及课堂感受以及教师对于思维可视化的应用前景分析,提出了应用思维可视化这一教学方法的必要性。根据调查研究结果,进行了案例设计和实验研究。针对于案例设计,以《法拉第电磁感应定律》一节为例,从教学设计的角度入手为广大一线教师提供思维可视化的教学设计思路,另一方面则是从专题模型方面入手,揭示了在物理模型背景下的可视化思维解题策略,最后通过对实际课堂进行实录研究,向广大教师展示如何将思维可视化与物理实际教学相融合。而在后续的实验研究过程中,主要是以高一学生为实验研究对象,将各方面相对均衡的两个班分别设置为实验班和对照班,实验班采用思维可视化的教学方式,对照班则采用传统教学方式,为期一个学期,在实验结果分析上采用的是多元化的评价方式,首先是对实验班和对照班学生的期中和期末成绩检测分析,之后进行比对,得出结论,其次是通过设置教师听评课活动,从教师的角度分析评判思维可视化教学的优势,最后通过对实验班学生组织班会,从学生的角度分享在思维可视化教学模式的课堂中的听课感受,通过多种形式的评价,最终得出思维可视化应用于高中物理教学中是行之有效的这一结论最后,将本次研究过程进行反思与总结,得出了思维可视化教学切实能够提高学生的思维水平。并希望在本次研究以后,能将研究成果向更多的一线教师展示,为他们研究如何提升学生思维品质提供教育教学思路。