数学思维方法的形成与发展往往与数学家，哲学家对数学整体的哲学思辨相关，对数学不同的哲学思考会形成对数学不同的思维模式。同时，对数学不同的哲学理解也对数学中不同的方法给予不同思维层面的解释。因此可以说，数学思维方法与数学哲学是密切相关的 。同时，我们也可以发现，数学思维方法与数学史，数学教育的观念也有着密切的关联。
不同数学哲学观念形成不同的数学思维方法。
（一）古代数学哲学与数学思维方法
从历史的角度来看待数学，人们并不是把数学看作是逻辑演绎化的数学思维方式和公理化的表述方式。事实上，中国古代文化中，就一直把数学看作是一种实用的“技艺”。有百科全书之称的宋代沈括的巨著《梦溪笔谈》就把数学的成果列入“卷十八技艺”之中。并把数学与“造弓有术”“活版印刷”等放在一起。由此可见，中国古代追求的是数学的准确，快捷的实用，因此它 不会强化逻辑演绎化模式的思维方法。相反，中国古代数学形成的模式化运算的操作技巧，表现了中国古代数学的非逻辑思维的类比，归纳，联想等灵活的思维方法。
现代的数学教育，是我国走向世界之后接受的西方数学的教育模式。源于古希腊文化的西方数学教学模式，把数学看作是一种真理，把数学看作是欧氏几何的公里化的体系。古希腊的毕达哥拉斯认为“万物皆数”，柏拉图则通过对几何图形的分析提出了他的理念论的思想。在古希腊文化中，数学是表现世界的一种理性，这种数学哲学观经过偶中中世纪宗教神学的放大，使数学成为西方文化的理性基石。正是这种西方的数学哲学观，才使人们把数学看成是形式逻辑化模式的同义词，把数学看成是公理化的模式。由此产生的数学思维就只能是严谨的，三段论式的形式化的逻辑思维。这也正是直到今天人们一提起数学就会想到公理化模式的原因。
对于中西古代传统数学思维的比较，可以从对勾股定理的论证中得到启示。
勾股定理在古希腊称之为毕达哥拉斯定理，中西古代不同的思维特征在勾股定理的证明中表现为完全不同的思维方式。
古希腊对这个定理作了三段论式的演绎推理论证（《几何原本》命题47），如下图：
作三边上的正方形，又从三角形三个顶点引出5条辅助线，然后利用三段论式的演绎推理证明勾股定理。
中国古代数学家赵爽在《周髀算经注》中，用“勾股圆方图”，简练地总结了中国古代算学地思维方法。证明中运用了“弦图”，如下图：
赵爽称四个勾股形面积为“朱实”，称中间地小正方形面积为“黄实”。设a,b,c为勾股形地勾，股，弦，则一个朱实为1/2ab,四个朱实为2ab,黄实为（b-a）2 。于是得到
c2 =2ab+（b-a）2 =a2 +b2 。
比较而言，可以发现中国古代数学地思维方式完全不同于西方的三段论式的演绎规则。中国古代的数学思维利用直观图形，利用颜色，充分发挥主观的直觉思维作用。古希腊数学也为证明命题运用图形，但是这种图形只能与命题中的已知条件相对应，图形在演绎推理中只是一种辅助的手段。想反，中国古代数学中为证明命题使用的图形，不仅是命题已知部分的视觉现象，而且还是专为证明所用的特殊的设计。它充分发挥直接论证的作用，即发挥主体直观或称为直觉的作用，而不顾及证明的逻辑效能。
（二）现代数学哲学与数学思维方法
西方的数学哲学经过早期围绕数学对象实在性和数学真理性的讨论之后，在19世纪中期开始逐渐进入了一个以数学基础研究为中心的历史时期。大约从1890年到1940年前后的50年的时间是一个“数学哲学的黄金时代”。形成了形式主义，逻辑主义，直觉主义三大派别的数学哲学观。这三个数学哲学派别所形成的形式化的思维方法，逻辑化的思维方法及构造式的思维方法都对数学思维产生了重大影响。
近年来，数学哲学的研究得到了进一步的发展，数学家们开始逐渐接受一种模式化的数学哲学观。这种观点认为：数学是一个由问题，方法，语言等多种成分构成的复合体；它是一种（量化）模式的建构，这不仅指逻辑和直觉，科学性和艺术性的辩证统一，而且肯定了数学的经验性和拟经验性。这种模式化的数学观也许还有待进一步的发展变化，但它无疑使现代的数学思维，数学思维方法的教学获得了一种数学哲学的支持。
模式论的数学观认为数学的方法，无论使各分支的方法，还是每个分支中特殊的方法都是数学的内容。
作为传统的数学观，人们习惯认为只有数学的知识，理论才是数学的主体。因此，教授数学就是掌握和运用这些知识和理论。按照模式论的数学哲学观，数学除去它的理论形式外，数学的方法，包括证明的方法，计算的方法以及发现的方法等都应被看作是数学的重要内容。
初等几何中或初等代数中的方法（如综合法，符号法等）都应当看作是数学的内容，都应当像掌握数学本身那样重要并且给予教学的关注。类比和归纳这一类重要的发现方法，作为隐藏于具体方法之后的思维过程，思维方法都表现了数学发展的过程。对这一切不论是西方称为的“解题策略”，还是中国称之为“数学方法论”或“数学思维方法”，都应当把它看作是数学的内容，从而加以研究和教授。
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