随着信息时代的到来及素质教育在我国的普及，信息技术学科受到越来越多的重视，其教学地位也越来越高。但是由于信息技术的教学目标及其自身特点与传统的学科存在很大的区别，因此，传统的教育手段和教学方法不能满足信息技术课堂的需要，从而导致了学生学习兴趣不高，学生的发散思维能力无从培养，教学质量无法提高等一系列的问题，信息技术学科的教学现状急需改善。知识可视化理论的出现及其工具在教学中的应用可以有效的帮助我们改变信息技术学科的教学现状，提高信息技术学科的教学质量。知识可视化是一个新兴的领域，它研究的是知识表征在两个人或两个人之上的创建和传递中的作用。知识可视化的应用领域很广，教育领域是其主要的应用领域之一，它不仅能够促进教学信息的呈现和传递，还能够帮助学生进行知识的建构，提高学生的学习效率，促进教学质量的提高。本论文是从知识可视化的理论基础、软件工具和教学实验三个角度来进行研究的。在介绍其理论基础之前，笔者先介绍了知识可视化的发展及其相关的概念，介绍了国内外知识可视化的研究现状，然后从双重编码理论、图式理论、知识的心理学表征和脑科学理论几个理论层面进行了详尽的阐述，为知识可视化的教学应用奠定坚实的理论基础；至于知识可视化的软件工具，本研究中笔者选用的是最具代表性的工具之一——思维导图，首先介绍了思维导图的绘制特点，然后从手绘和软件绘制两个方面详细的阐述了思维导图的制作过程，最后笔者结合信息技术学科特点和思维导图的特点，提出了思维导图应用于信息技术学科的教学模式。在教学实验方面，笔者在实习学校燕山中学选取了初一的两个班级进行了为期2个月的教学实验，通过前期的测试，实验教学和后期测试几个环节，最终收集到数据，通过对数据的整理分析得出结论，验证了思维导图式的信息技术教学模式的有效性，从而证明了研究的假设。本研究也丰富了知识可视化的理论基础，为知识可视化开辟了新的应用领域。本研究主要结合了文献研究法、访谈法、问卷调查法和实验研究法等多种研究方法，在实验研究中采用了平衡组对照的方法对实验假设进行了验证。