现如今我国已有不少将思维可视化应用于学科教学中的实践与研究,并取得了较好的教学效果。但是,思维可视化应用于高中物理学科,培养学生物理思维能力的实践较少,其中对教学效果的实证研究则更少。就当前高中物理教学中“如何有效培养学生思维能力”的问题,将思维可视化应用于高中物理教学的研究,既可以对思维可视化教学实践提供一定的参考,又能在一定程度上丰富培养学生物理思维能力的方法。根据思维能力的有关研究,本研究以培养学生分析、综合、抽象、比较、推理等5个方面的物理思维能力作为出发点,在思维可视化已有研究的基础上,设计并实施了“超重与失重”“高一期末练习课”“汽车启动问题”“功和功率”等四个练习课,研究了思维可视化在高中物理练习教学中的应用;编制了物理思维能力测验卷和物理知识水平测验卷,用于测量学生的物理思维能力水平。实验结果表明:(1)本研究结果表明思维可视化的方法对学生物理思维能力的培养是有效的。(2)思维可视化教学能够提高高一学生整体的物理思维能力,能提高高一学生分析、抽象、推理、比较、综合各个维度的物理思维能力。