数学核心素养自提出以来引起了我国数学教育界的广泛关注,近几年一直是教育研究的热点。直观想象是数学六大核心素养之一,是发现和提出问题、分析和解决问题的重要手段,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,有助于发展学生的思维。数学元认知是数学思维的内在表现,是个体在进行数学活动中不可或缺的因素,对整个数学活动起到认知调节的作用。因此,本研究以直观想象素养为因变量,数学元认知水平为自变量,在调查高中生数学元认知水平及直观想象素养水平的基础上,探讨数学元认知水平对直观想象素养的影响机制。本研究采用由直观想象素养测试卷及数学元认知量表以及基本信息和反馈信息组成的《高中生数学元认知与直观想象素养调查问卷》对广西壮族自治区三所学校的642名高二、高三学生进行问卷调查,并使用SPSS24.0统计软件对调查数据进行处理和分析,而后进行课堂观摩及个案访谈,最后得出若干结论和教学建议。具体而言,使用SPSS24.0进行如下操作:对高中生直观想象素养及数学元认知水平进行描述性分析以发现其现状和特点;通过独立样本T检验以获知两者在地域、性别、文理科上的差异;通过回归分析获知数学元认知在三个子维度知识、体验、监控中对直观想象的影响程度,得到两者的线性回归模型。随机选取6名学生与3名老师进行课堂观察及访谈,访谈结果与调查结果基本一致。研究结论如下:高中生直观想象素养处于中下水平,数学元认知水平处于中上水平;直观想象素养与数学元认知水平在地域、性别、文理科上均存在显著性差异;高中生缺乏良好的数学学习习惯及学习态度;数学元认知水平与直观想象素养水平两者有中度正相关关系;数学元认知水平对直观想象素养水平有正向的影响作用,其中数学元认知知识对直观想象素养的直接影响最为显著,数学元认知体验次之,数学元认知监控直接影响效应最小。本研究在对广西壮族自治区学生进行分析的基础上,更为深入地揭示了高中生数学元认知水平与直观想象素养水平的现状及两者间的作用机制,为提高学生的数学素养水平和数学学习效率提供了理论性支持。最后,本研究拟从提高学生数学元认知、培养学生直观想象素养两个方面提出建议。