思维导图的理论基础
（一）脑科学理论
美国学者罗杰·斯佩里完成了割裂脑实验，在研究中证明了左右脑分工的理论。他指出，人的大脑分为左右两个半脑，并且左右脑各司其职。左脑主要负责人的语言、逻辑、数字等抽象思维，因此，左脑又被称为“语言脑”“学术脑”；而右脑则被称为“创造脑”“艺术脑”，更加注重色彩、图像、想象等形象思维。通常情况下，人们在生活中使用右手的频率远远高于左手，这也就导致了控制人右侧身体感知觉活动的左脑会得到更多的开发利用，而右脑则很少会使用，一直处于一种开发程度较低的状态。这样一来，左右脑不能够协同工作，全脑的潜能就不能得以充分激发，左脑的运行负担也会很重。
迈克尔·布洛克曾经说过：“右脑的功能如同照相机一般，能够将所见到的信息以图像的形式存储在大脑里。”这也说明了开发右脑的重要性，左右脑要并重使用。思维导图正是一种有利于左右脑协作运行的工具，它能够将文字、图像、色彩等信息巧妙地结合起来。这种图文并茂的方式，更容易刺激学生右脑的使用，能够将学生的形象思维和抽象思维同时调动起来，开发学生的思维潜能，提高他们的学习效率。
（二）图示理论
在18世纪，“图式”这一名词首次由康德提出，并随着时间的推移，图式理论逐渐发展和成熟。简单来说，图示就是人脑中的知识、经验组织形成的单元或“组块”，能够为人的认知提供基本的知识信息以及相关的资料。这个知识单元类似一个网络，可以将所有能联想到的信息联系起来，并长期存储在人的记忆中心，便于人们在接收新信息时有效地将新旧知识进行一个整合，提高学习的效率和记忆的效果。
瑞典心理学家让·皮亚杰更是为图示理论赋予了许多内涵。他认为，图示是个体认知结构的一个单元，并且，面对着外部环境的刺激，它又是不停变化和发展着的，使人的认知结构不断丰富起来。他指出，个体为了与外部环境保持一个平衡的状态，就会不断地进行同化和顺应。当个体接触到的信息与自己原有认知结构的知识和经验相关时，那么为了方便理解新知识，个体便会很容易地将这样的新信息吸收进来，使原有的图示内容更加丰富，这便是同化的过程。而有时也会出现另外一种情况，即个体遇到之前从来没有接触过的新事物，用原有的图示已经不能对此进行任何的解释和说明了，这时个体便需要改变自己的认知结构，产生新的图示来解决这个问题，这便是顺应。
绘制思维导图的过程，便是学习者将新知识与旧有图示建立联系的过程。在阅读中使用思维导图，有利于学习者将新知识与自己原有认知结构的旧信息进行及时整合，形成一个较系统的知识网络，促进自己对阅读材料的理解和记忆。
（三）双重编码理论
加拿大心理学家帕维奥是双重编码理论的提出者，他认为，在人的认知结构中存在着语言和非语言两种编码加工方式，这两种方式都可以将个体从外界环境中获取的信息进行加工整理，并存储在人的长时记忆中。语言编码主要是指对文字的加工，尤是抽象的词语，而非语言编码则是指对非文字类的知识信息的加工。这两种编码加工系统既可以保持相互独立、各自运行，同时也可以彼此联系、相互促进。研究发现，个体对于具体形象的图像信息编码加工会更加容易，记忆的速度最快、效果最好。而对于一些较抽象的语言信息，这种纯粹的语言编码往往并不能产生很好的记忆效果。所以说，非语言的编码方式在促进个体的记忆方面，远远比纯粹的语言编码的效率要高很多。
思维导图以图文并茂的方式将个体对于一个知识点进行思维发散的过程呈现出来，使知识信息与图像紧密联系，有利于个体将语言和非语言这两种编码方式合理地结合起来，从而促进个体的理解，并且也可以大大提高个体对知识信息记忆的效果。[1]
（四）知识可视化理论(https://www.daowen.com)
所谓可视化即通过图画、图形等形式将抽象复杂的对象以直观的图形插图表示，例如条形图、饼图、流程图等。近年来，伴随信息技术发展，越来越多的计算机软件被用于信息可视化，这使得可视化技术不断发展。在数据可视化、科学计算可视化和信息可视化出现后，知识可视化这个研究领域兴起了。2004年，国外学者Martin J.Eppler和Remo A.Burkhard将知识可视化定义为：知识可视化是通过视觉表达手段促进知识的创造和传递的工具，它也是用来表达复杂对象的图像化工具。2009年，国内学者赵国庆等提出知识可视化是专门研究如何使用视觉表示来促进两个或多个人之间复杂知识的创建和转移的工具，其应用于知识管理领域主要为了解决知识传递问题、应对知识过载问题以及为创造知识提供帮助。
乔纳森认为思维导图是一种知识可视化的重要工具，可以促进人们对事物的认知。学习者在创作和理解思维导图时，可以促进自身对知识的创新和迁移，进而能够更加深入理解和评价科学概念，同时利用思维导图还可以可视化地联系先前知识，有利于对知识点的整体把握。因此，将思维导图应用于教育教学有着十分重要的意义，知识可视化的发展和应用对教育变革的重要性日益凸显。
（五）认知心理学
结构性知识也称理性知识，是指某一领域内各概念如何相互关联的知识。结构性知识将陈述性知识整合成有用的知识结构，描述了个体对不同内容领域概念的组织（知识结构）。结构性知识有助于促进先前知识的运用。学习者对某一领域内各概念相互关联方式的清晰程度和独立描述的能力，是先前知识的基本组成部分，也是高阶思维的重要组成部分。仅仅知道“是什么”是不够的（通过记忆来测试），还应该知道“如何用”（先前知识的运用）以及知道“为什么”。结构性知识为知道“为什么”提供了概念基础，它描述了先前知识是如何相互联系的，这有助于学习者提高对此种关系的理解。就知识的表现来说，思维导图非常直观形象地表现了由事实、概念、命题以及原理构成的知识。
格式塔心理学主要研究人们怎样理解整体和构成整体的部分之间的关系。格式塔理论认为如果对构成部分有恰当的认识，将有助于形成整体的意义，了解各构成部分之间的联系。思维导图从整体上表现了某个较为广域概念中的各个组成部分。
学习变化的实质在于使内在逻辑结构的教材与学生原有的认知结构产生联系，新旧知识发生相互渗透，新材料在学习者头脑中获得新意义。
认知心理学认为，知识的本质在于概念和命题之间的内在联系。我们对世界的认识，正是由反映概念与概念之间关系的复杂的概念结构系统构成的。思维导图作为一种元认知工具，超越了有关知识的分类，有利于将传统教学所导致的机械学习转变为有意义的学习建构。
（六）有意义学习理论
奥苏贝尔的有意义学习理论认为只有将新知识与已有的知识联系在一起，即将新知识结合到已有认知结构中去，意义学习就产生了，意义学习的心理机制是同化，学生能否得到新知识、新信息，主要取决于他们认知结构中是否有有关概念和新概念之间的相互作用，认知心理学家把人脑看成一个信息加工系统，输入的信息按层级架构来选择和加工，并和记忆中已有的信息进行对照、组合、变换和重新排列。当学习者将新知识与旧知识正确联系在一起时，新知识即成为其已有知识网络中一个新联结点和知识生长点而整合到其认知结构中。认知科学证明，知识结构便于长时间记忆，知识结构的存在便于概括理解，有助于问题解决。而思维导图这一认知工具恰好与上述理论相符，它把知识高度浓缩，将各种概念及其关系进行加工、概括，并以类似于人脑对知识储备的层级结构形式进行排列；它注重学习者的知识建构，注重学习者理解科学概念的过程，强调从事物的关系中把握和拓展概念本身：它可以作为一种模板，帮助学习者组织、建构知识，并使之概括化、网络化，使学生学会学习，促进其陈述性知识向程序性知识转化，提高教学效果。
思维导图将思维过程和知识结构用图的形式展示出来，可以更好地把握思维过程和知识的整体架构，以便于将新知识整合到已有的知识体系中，思维导图在教学中的应用也体现了建构主义学习理论的观点。