心理学家皮亚杰认为：学习是在自身的知识经验基础上，在与他人的活动中，利用必要的学习材料，建构自己的意义和理解的过程。思维导图可以将思维过程可视化，使“文字”与“图像”统一于“思维导图”中，完成知识的“意义建构”，促进学生地理素养的提升。
一、思维导图的学与教过程
从思维导图的方法指导到学生动手绘制思维导图，再到对思维导图的完善这一过程，体现了重知识的传递向重人的素养发展的转变。思维导图绘制的教学过程，可以分为个人（图1）和集体（图2）完成两种形式。
不论是个人绘制还是集体绘制，其教学活动包括两大部分：即教师活动和学生活动。教师在教学过程中的主要工作是明确教学目标和内容，并为学生提供学习资料，布置画思维导图的任务，详细阐述任务内容，监督完成情况，为完成任务困难的学生予以学习指导，展示学生作品，评价任务完成情况。学生是该教学过程的主体，他们按照教师的要求分步完成学习任务，并在完成任务的过程中不断进行生生和师生交互，根据教师提供的评价指标对个人或小组的任务完成情况进行自评与互评。
二、思维导图提升学生地理素养的实践
1.习得地理概念，提高地理知识类素养
学习理论研究表明，人们对事物本质属性的认识需要经历从具体到抽象、从感性到理性的发展过程。大脑思维导图的表述方式，要求学生写在主干与分支上的文字内容是具有高度概括性的词组或短语，然后用连接图的形式串联起来，构建知识体系。对于学生而言，思维导图的应用可以将其从死记硬背的繁琐学习中解脱出来，并促进学生在学习过程中思考，有助于提高学生对地理概念、原理、空间分布、事物特征等地理知识类的素养。
例如，学习荒漠化内容可提问学生：什么叫荒漠化？荒漠化是否等同于沙漠化？草场退化、土地盐碱化、水土流失和土地石漠化，四种景观是否属于荒漠化现象？引发学生积极思维，通过生生互动、师生互动，采用图解方式可总结出荒漠化的真正含义（图3）。
2.演绎地理过程，提高地理学科能力类素养
思维导图的可视化方式可以让学生了解师生在解决同一问题时所采取的解决思路和方法，并通过不断反思和调控，促进自身认知策略的形成与迁移，培养元认知能力。思维导图的显性化方式将隐性知识开放，实现信息交流，把更多信息连接起来，扩展思维的广度和深度，无意中锤炼推理性思维，也为新灵感的出现和创造力的激发奠定基石。学生在建构思维导图的过程中，需要运用情境材料，以系统化方式搜索和挖掘深层信息，对获得的知识信息迅速做出假设、猜想或判断，从而提高学生逻辑推理、分析综合、演绎归纳等地理学科类素养。
例如，学习自然地理环境的整体性原理后，可让学生分析温室气体的增多导致地理环境的变化，引导学生画出以下思维导图（图4）。
3.分析区域特征，提升地理观点类素养
地理学科是研究地理环境以及人类活动与地理环境相互关系的科学，培养学生形成正确的“人地观”，引导学生关注人口、资源、环境和区域发展等问题。区域的特征只是背景知识，为因地制宜、扬长避短采取措施提供依据。区域优势资源开发和区域环境问题的治理是区域可持续发展的两大关键问题。思维导图的学习可以将区域自然与人文地理特征有机结合，明确某一区域的发展背景、发展方向和发展中的问题，培养学生人地协调观、可持续发展观、空间观、因地制宜观，从而提高学生地理观点类素养。
例如，复习西北地区的内容，可以建构以下思维导图（图5），通过思维导图归纳出分析区域地理的方法：先确定位置，再分析各种自然地理和人文地理要素，进一步剖析各种人类活动对当地的环境（生态）所产生的一定影响。
4.分享信息建构，提高地理方法类素养
按照有意义学习理论，学习是学习者的一项自我建构的活动，学习不是被动接受，也不是纯粹主观的臆造，而是在学习者已有知识经验的基础上对外界信息进行“同化”与“顺应”的过程，最终生成自身的经验知识。每位学生的思维导图都能代表在思考某一问题时其独特的视角，其色彩搭配、图形绘制也反映每一位学生的个性特色。当自己的思维导图跟同学或教师进行比较和探讨时，模糊不清的问题则会变得明朗，这一过程有助于培养学生的地理比较、信息加工、表达与交流能力等地理方法类素养。
例如，学生绘制亚洲气候类型思维导图（图6），比较以下三张思维导图可以看出随着学习的进行，学生的思维碰撞与交流、认知结构发生了变化。
思维导图对思维方式的改进在短时间内并不能有效体现，但在长期的实践过程中，将思维导图理念运用于教学活动，有助于真正实现思维导图优化教学的真正价值，从而提高学生的地理素养。