思维导图是一种可视化的放射性思维工具,被广泛应用于各个领域。目前国外很多国家把思维导图引入教育领域,并取得了一定的成效。虽然我国引进思维导图时间较晚,但是发展迅速。思维导图在中学数学复习课教学的应用价值已被广大教育工作者认同,但是思维导图在建构数学知识体系的应用研究尚无人论及。笔者根据目前的教学需求对思维导图在建构数学知识体系中的应用做出研究。经过对思维导图、脑科学理论、图式理论和建构主义教学理论的分析,可知思维导图是数学知识体系建构的利器。为了更有效地把思维导图整合到高中数学教学中,笔者对高中数学思维导图的绘制要求与方法做出探究；然后在建构主义教学理论的指导下,建构了基于思维导图的“四次构图”教学模式,并通过教学实证研究验证其可行性和优越性,为高中数学教学提供新的参考和借鉴模式。本研究结果表明,思维导图能够有效地帮助学生建构数学知识,使知识系统化,网络化,优化数学认知结构,提高学生的数学思维能力水平,培养团队合作精神,有效提高数学学习兴趣和学习成绩。