新课程改革中明确提出“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。”与此同时，可视化技术的发展给教育带来了新的冲击，脑科学的发展为教育的改革提供了生理学理论基础。本研究作为物理教学研究的一部分，旨在丰富高中物理教学理论研究，发展思维导图在学科教学领域的研究，拓展教师新课程的视野。与此同时，将思维导图应用到物理问题解决的教学中，不仅为物理教学提供了一种有效地表征工具，而且发展了思维导图在物理学科教学实践研究。本文通过文献的搜集整理明确当前相关问题的研究现状，从心理学的角度对物理问题解决思维过程进行分析。思维导图作为教学工具，表征思维的同时也能够促进思维的进一步发展。思维导图在物理问题解决过程中的应用主要体现在：为问题的提出提供图形支撑；为问题的表征提供多维表征方式；为策略的选择提供有效地辅助工具；为师生的反思总结提供可视化的工具；运用思维导图建构物理问题图式。以问题为主线的物理教学，注重问题情境的创设，强调问题之间的内在逻辑关系，在传授知识的同时让学生体会科学的建构过程。思维导图作为一种辅助工具应用于以问题为中心的教学中，不仅体现在作为辅助教学的工具而且体现着一定的教学理念。基于思维导图的物理问题解决教学活动强调：重视问题情境的创设引导学生发现提出问题；以问题为中心让学生大胆的猜想假设；建立民主的师生关系建立沟通互动的课堂；提倡探究式教学和小组合作讨论学习。