构建生物知识体系是新课程对生物学教学提出的新要求。但由于高中生物学概念繁杂,很多学生新课学习之后,对知识的理解仍然肤浅而缺乏联系。而思维导图有助于学习者将知识可视化、梳理知识之间的联系,因此本研究的目标是如何通过思维导图进行知识重构,促进高中生对生物学的深度学习。研究采用了文献研究法、问卷调查法和准实验研究法等,对利用思维导图作业促进学生深度学习进行了实践研究。首先,基于高二学生生物学深度学习的现状调查结果,设计了思维导图绘制策略和评价策略。然后,设置实验班和对照班,实验班实施课后思维导图作业,对照班采用常规作业。对深度学习调查问卷变化、成绩变化、实验班思维导图绘制图效果变化以及思维导图实施情况问卷数据来进行分析,结果表明:思维导图显著性促进高二学生对生物的深度学习,其中对“兴趣和态度”“理解和联系”“反思、构建和应用”有显著性提高,对“批判和质疑”的整体促进作用不显著;长时间实施思维导图对成绩是有显著性提高,短时间内,思维导图对进中上层的学生成绩有显著性提高作用,而对班级后进生提高不显著;配对样本T检验得出绘制策略的学习和运用使得思维导图绘制水平有了显著性提升;相关性分析结果显示,得到训练后思维导图绘制水平与成绩显著正相关;此外,学生问卷调查结果显示,学生对思维导图的情感普遍是正向积极的,他们认同思维导图的应用价值,主要表现中能够有效理解知识、理清知识关系、构建知识体系、发展和提升学习策略等方面。基于以上结果,研究建议生物学教师可以教授思维导图学习策略并适当布置思维导图作业以促进学生深度学习。