《国家中长期教育改革和发展规划纲要》提出了“优化知识结构,强化能力培养”的改革方向。在生物教学中,教师也在积极探寻改善生物概念琐碎、学生无法构建知识结构、促进教学单元化的方法。而思维导图以中心主题向外扩展,能轻松地呈现出众多内容间复杂的结构关系,与单元教学设计的理念相同。所以将思维导图用于高中生物单元教学设计及实践非常必要。“可遗传变异”的内容概念繁多,知识点抽象,理解难度大。本文以“可遗传变异”为单元主题,结合思维导图和单元教学设计的优势,研究怎样将思维导图工具与单元教学设计相结合进行新课教学,以期构建基于思维导图的单元教学设计模型,帮助学生优化知识结构,构建概念体系,加强教师教学单元化,为课程改革提供新思路。首先采用文献研究法,探究了思维导图与单元教学设计的整合策略,并以“ADDIE”（分析、设计、开发、实施、评价）模型为基础确定了基于思维导图的单元教学设计流程图。其次,采用了问卷调查法了解思维导图、单元教学设计在高中生物教学中的实施现状和学生生物学的学习情况。最后,采用行动研究法,以“可遗传变异”的单元教学设计进行教学,完成实证研究。在实践后,通过访谈法、统计分析法对实践结果进行分析。此外,在基于思维导图的单元教学设计中,加入思维导图工具,尝试着让学生接受和运用思维导图梳理概念、构建概念体系和发展思维逻辑能力等。此外,在教学过程中,也要注意以学生为中心,通过设置自主学习、合作学习和探究学习等任务,发展学生的核心素养。结果表明:在生物教学中,教师对思维导图和单元教学设计的认可度高,但是使用率低;学生学习生物的兴趣高,但是缺乏有效的学习方法以及充足的学习动力。通过实践结果可知,基于思维导图的单元教学设计有助于增强学生学习兴趣,培养学习的自主性;提高学生的学习效率,帮助学生构建概念体系,发展思维;有助于提高教师的专业素养,促进教学单元化,提高教学效果。基于研究结论,提出了以下教学建议:1、注重整体化的教学方式,重视单元教学,帮助学生梳理和构建概念结构。2、加强学生逻辑思维的培养和训练。3、坚持使用思维导图教学,培养学生使用思维导图进行学习的习惯。