پژوهش حاضر با هدف اثربخشی روش نقشه های مفهومی در مقایسه با روش سخنرانی بر بازده های شناختی دانش آموزان در درس علوم تجربی انجام شد. بازده های شناختی شامل یادداری و درک و کاربست مطالب آموخته شده در نظر گرفته شد. برای این منظور از یک طرح شبه آزمایشی با پیش آزمون و پس آزمون استفاده شد. 4 کلاس درسی به روش نمونه گیری هدفمند (2 کلاس آزمایش و 2 کلاس کنترل) انتخاب شدند که در گروه های کنترل با روش سخنرانی و در گروه های آزمایش با نقشه های مفهومی، مطالب درسی ارائه شد. برای اندازه گیری تأثیر استفاده از نقشه های مفهومی و سخنرانی بر بازده های شناختی از آزمون های پیشرفت تحصیلی (که این آزمون ها سه سطح یادداری، درک و کاربست مفاهیم را مورد سنجش قرار می دادند) با شاخص های روایی و پایایی مقبول استفاده شد. به منظور تجزیه و تحلیل داده ها از تحلیل کوواریانس چند متغیره (MANCOVA) و تحلیل کوواریانس یک متغیره (ANCOVA) استفاده شده است. یافته های این پژوهش نشان داد که ارائه آموزش مبتنی بر نقشه مفهومی در مقایسه با روش سخنرانی بر نمره های دانش آموزان در درک و کاربست تأثیر مثبتی دارد، ولی در سطح یادداری تأثیری ندارد. در کل استفاده از نقشه مفهومی بر بازده های شناختی دانش آموزان در درس علوم تجربی نتیجه مثبت داشت.