表象思维能力是个体通过客观事物的感知，在头脑中形成相应的表象以及对表象加工改造的思维能力。地理教学中，学生表象思维能力的培养与提升尤为重要，它是新课程要求的发展学生能力的重要体现。地理图像是用直观形象的图形或表格形式储存和传递地理信息的工具，具有形象性、直观性和概括性的特征，是地理学科区别与其他学科的显著特征之一。中学地理教学中，图像的设计和应用是帮助学生认识地理事物、提升表象思维能力的重要过程。因此，合理、充分地利用地理图像，发挥其最大教学价值，是中学地理教学中地理图像设计和运用的目标和宗旨。本文以教育学、认知心理学以及地图学等理论为指导，将表象思维能力分为知觉表象思维能力、记忆表象思维能力和想象表象思维能力，并以此为主线，结合自己的地理教学实践，分析、比较和总结了大量地理图像设计与应用案例，详细的展示了笔者对地理图像应用教学的看法与见解，是今后优化地理教学的基础和依据。本文主要研究结果如下：（1）介绍了本文的研究背景、研究目的和意义，以及研究内容和研究方法，并对相关概念进行界定，并分析了研究现状以及相关的理论基础。（2）介绍了地理表象思维能力的培养现状，并分别从教育心理学研究结论、新课程改革的要求、现代教育技术的发展以及地理图像的特点的角度详细分析了运用地理图像提升学生地理表象思维能力的可行性。分析表明，地理图像的运用是提升学生地理表象思维能力的重要途径，在地理教学中具有非常关键的作用。（3）以表象思维能力的三种类型为线索，对地理图像的设计以及在地理教学中的应用进行了详细的案例探究。希望能够为今后的地理教学实践提供实际的参考，以提升学生能力为目标，优化地理教学。