在课堂教学中，思维导图可以作为先行组织者引起学生注意，可以作为知识呈现工具呈现教学内容，还可用于协作支持工具支持小组协作学习等。
思维导图作为先行组织者
先行组织者是与教学内容相关的、包容性较广的、最清晰和最稳定的引导性材料。先行组织者在3个方面有助于促进学习和保持信息：首先，如果设计得当，它们可以使学生注意到自己认知结构中已有的那些可起固定作用的概念，并把新知识建立在其之上；其次，它们通过将有关方面的知识包括进来，并明确统括各种知识的基本原理，从而为建构新知识提供一种“脚手架”；第三，这种稳定、清晰的组织，使学生不必采用机械学习的方式。对先行组织者的有效使用可以促进学习和防止干扰。
在一门课程或一节课的开始，教师都可以使用思维导图将整门课或整节课的整体框架呈现给学生，让其对课程有良好的预期，从而更有效地安排注意力。
思维导图作为知识呈现工具
应用思维导图呈现教学内容，学生能够随时对当前内容在整体内容中所处的位置保持清醒的认识，能够更轻松地理解知识与知识之间的关系与层次，从而能够帮助学生形成他们脑中完整的知识结构图，还能让学生随时了解自己的学习进度与学习目标。在这个过程中，教师也能保持清晰的授课思路，能更好地驾驭课堂上生成性的内容，把控知识的重难点和课堂环节过渡。思维导图为老师和学生提供了一种结构化的工具，将知识搬上知识树，让知识在孩子的大脑中牢牢生根。
例如这个案例，这是一位高中英语教师在设计一节讲授与“in fact”这个短语相关或类似的短语时，绘制的用于呈现教学内容的思维导图（见图1-1）。假设我们是学习者，通过这张图就能清晰地看到我们需要掌握的学习内容：我们要从in fact这个短语出发，学习其他7个与in搭配的短语以及那7个短语中涉及的一些词汇和延伸短语。更重要的是，通过这张图，学习者可以了解到这堂课中学习的这些词汇和短语之间的关联是什么，关系是什么。如果课堂时间充分，教师还可以基于这张图对里面类似的短语做对比，这样又可以帮助学生建立更多的结构关联。教师引导学生建立的知识间关联结构越丰富，学生脑中的知识网络图就越稳定，学生也越容易理解、记忆迁移和运用知识。
图1-1 思维导图用于知识呈现工具示例
思维导图作为小组协作工具
协作学习在提升学生参与度的同时，不仅加深了学生对知识的理解，还培养了学生的协作意识和沟通能力，正逐渐成为一种广受欢迎的学习模式。在协作过程中，需要一套有效机制来记录和整理小组成员的观点，并作为小组讨论交流的中介。思维导图作为一种可视化工具，正好充当这一角色。
例如，在一堂小学科学课中，老师要求学生通过小组协作讨论绿豆种子发芽的条件并说明理由。小组成员通过思维导图的方式记录了他们讨论的过程和结果，他们依次考虑了土壤、空气、阳光、水和温度等众多因素，并且对每个因素之间的关系进行了说明。这样一来，小组协作的质量就可以充分保证了。
可以看出，在小组协作和讨论中应用思维导图，能将小组成员的注意力集中到一个主题上，大大减少协作交流中的理解障碍，减少组内分歧。小组成员一起用思维导图开展头脑风暴，能大大丰富讨论的内容。思维导图让小组讨论“想得出、留得住且不偏主题”。此外，思维导图记录的结果还可以用来进行小组间的分享交流。
