В статье обоснована важность развития интеллектуально-познавательной сферы современных студентов, исследована сформированность операций мышления как основа развития интеллектуально-познавательных качеств личности, проанализирован потенциал обучения математике для решения задачи формирования операций мышления у студентов. Сформулированы методические требования к проектированию и реализации процесса формирования операций мышления у студентов в процессе обучения математике: классификация и систематизация учебного материала, индивидуализация обучения; осознанность участия студентов в процессе формирования операций мышления. Выделены необходимые показатели эффективности развития интеллектуально-познавательной сферы студентов путем формирования операций мышления в процессе обучения математике: целеполагание, систематичность, планомерность, диагностичность интеллектуально-познавательной деятельности. Приведен пример формирования операций синтеза, абстрагирования, изоляции, анализа, мобилизации, обобщения, индукции, сравнения при решении задачи из курса математического анализа.