心智圖能讓學習者發揮開放性的思考，將主題內容做分類連結，
達到有效的學習 (Buzan, 2003)，因此，國內外學者投入心智圖教學 相關研究，包含運用心智圖呈現學生的自然科學習歷程 (林惠珠, 2007; 林嘉玲, 2002; Goodnough, 2002)，以及在認知、技能或思考、
態度等方面的科學學習成果產生影響 (汪慶雲, 2005; 游姮茹, 2005;
黃玉琪, 2006; 蔡文山, 2006; Akinoglu & Yasar, 2007)。
Goodnough (2002)研究在國小六年級學生運用心智圖做科學課程 的上課筆記，從研究結果中發現，心智圖的運用不但改進學生做筆記 的方式，同時大多數的學生也認為透過發展個人的心智圖能增強學習 效能，此外，教師在學生繪製心智圖筆記的過程中，也感受到學生對 於科學的學習動機明顯增強。
康與體育相關概念的歷程，首先由研究者以概念圖分析健康與體育的 主要概念，找出自我、健康、運動為研究之中心主題，發現學生尋找 關鍵字不易，且不利於顏色、圖像的運用，學生的聯想亦不順暢。接 著讓研究者所任教的導師班七年級學生練習心智圖，研究者發現學生 繪製心智圖較概念圖容易，但宜分階段逐步指導；一開始以整體的方 式呈現，之後針對學生需要的技巧予以加強，如關鍵字表達、組織系 統化、符號表單圖像的運用等，使學生漸漸的學會新的思考學習方 式。且指導過程中需注重個別差異，使學生能充分運用全腦思考。
汪慶雲 (2005) 探討「心智圖教學方案」對國小六年級學生自然 領域學習態度與學習成就的影響，學習態度顯示：研究實驗組與控制 組在「自然領域價值信念」方面有顯著影響，學習成就方面：記憶、
理解部分，實驗組得分均高於控制組，且達顯著水準，「心智圖教學 方案」實施成效：從學生的回饋單發現在心智圖六項關鍵技能中，超 過八成的學生已經學會其中的五項，顯示教學成效良好。經研究結 果，證實「心智圖教學方案」有助於自然領域的學習。
游姮茹 (2005) 將心智圖法教學作為實驗處理並與高中化學科 課程結合，用以提升學生的科學創造性問題解決能力，目的是要進一 步分析心智圖法融入科學教育中對科學創造性問題解決能力的影響 因素，經七週教學後研究結果顯示：實驗組比對照組在化學科成績有
正向提升的情形；心智圖繪製品質部分顯示，優等的學生群比心智圖 繪製品質低等的學生群在學習上會有更好的表現。經由心智圖法的教 學後，學生感受到以下的優點：
一、將知識系統化的整理有助於記憶與了解。
二、腦力激盪與邏輯思考引發出解決問題的動力。
三、發掘他人未察覺到的問題。
四、對知識產生認知上的關連性。
五、在學習的過程中增加想像力，產生學習的樂趣。
黃玉琪 (2006) 研究發現，自然科心智圖法教學方案對國小學 生，在自然科學業成就有明顯地提升。教學回饋和學習反應調查問卷 方面，大多數學生都喜歡學習使用心智圖法，對自然科心智圖法教學 方案都抱持正向肯定的態度，此教學方案在自然科學業成就方面具有 適用性。因此，自然科心智圖法教學方案對國小三年級學生的自然科 學業成就，有正面的影響效果，能夠有效提升學生的自然科學業成就。
蔡文山 (2006) 運用心智圖法的規則與步驟，設計一套融入國小 五年級自然與生活科技領域之「心智圖教學方案」，研究結果發現，
接受心智圖教學方案的實驗組學生，其學習動機以及學習成就表現，
均優於一般講述教學的控制組學生。且不同自然與生活科技領域程度 別之受試學生，其學習動機以及學習成就表現，在高程度學生優於
中、低程度學生；中程度學生表現亦優於低程度學生。
林惠珠 (2007) 由學生發表分享自製心智圖的歷程，發現心智圖 能協助學生將抽象思考轉譯為具體表徵，並促進學生溝通表達及互相 欣賞之能力，心智圖亦可作為課程的前導主體，協助學生科學概念的 建構，學生接受心智圖教學後對自然科的學習態度，達顯著差異。故 心智圖融入教學的繪製有助於學生學習態度之建立，有助於學生對自 然科之學習。
Akinoglu 和 Yasar (2007) 將國小六年級學生共 81 位學生分成 兩組，實驗組學生在實驗單元前接受心智繪圖能力訓練，實驗單元進 行時，實驗組學生運用心智圖做筆記，對照組學生則不需做筆記。從 實驗單元學習成就表現上發現，運用心智圖做筆記學生，在學習成就 表現優於對照組不做筆記的學生。
綜合以上所述，心智圖是一種具有概念圖階層層次的優點，沒有 連接詞，表達方式自由廣泛，但是又有運用到認知行為科學的心智習 性，是一種經大腦與心智的結合的學習法，也是一種充分運用大腦的 文字、圖像、色彩、表單、符號、邏輯、聯想、統整等能力的概念表 達技巧。心智圖不同於傳統的條例式筆記，採用非線性的表達方式，
因此可以隨時將任何想法加入心智圖中，學生可以用較有趣的圖像或 簡單的文字去表達其對章節內容的概念。學生若能透過心智圖的學
習，及搭配學校的複習考試，就能將短期記憶轉換成長期記憶，所以 心智圖是讓學生學會學習的教學策略。但是心智圖法對於科學創造性 問題解決能力之培養和教育上的意義，雖有實際上的功效，但在教學 時間上仍有些缺點需要克服。故本研究在進行實驗單元教學前，需先 設計心智繪圖教學，透過一段時期訓練，確定學生已建立符合繪圖規 則後再進行實驗單元教學。
透過心智圖放射性思考特性，思考首先萌生於富有想像力與創造 力的右腦中，再藉由左腦轉化成語言或文字形式表達 (常雅珍, 2005)。因此，研究者認為，學生使用心智圖於學習過程中，運用了 全腦思考刺激並組織想法，除了能提高學習效能外，同時也促進學生 創造力的提昇。