当今,世界范围的教育领域中掀起了一股对建构主义的反思思潮,对建构主义的姿态也逐渐从盲目推崇转化为更科学更理智更深入的理解。然而,要在真正意义上理解建构主义理论的实质并将建构主义付诸实践,其关键钥匙之一则是思维建模。控制论建构主义提出“二阶观察”的方法论为教育技术的理论与实践研究带来了很好的启示。思维建模则典型地体现了该思想,它是一种能够有效激发、支持并评估学习者概念转变的强有力策略,它作为一种建构性学习方式,也是建构主义由理论层面的指导性转向实践层面的具体运用之一。这主要体现在:首先,思维建模要求学习者根据先前的知识经验,使用所提供的建模工具,建构并表达出自己对当前情境的理解和认识;其次,思维建模能促使学习者在建模的过程中积极地调整与修改自我概念模型结构,并通过多种形式的认知呈现,帮助学习者丰富和拓展内部的认知概念模型的意义,从而可促进学生对知识的深层理解和灵活应用。鉴于建构主义理论与实践的不断发展,笔者将从“以理论解释实践,以实践论证理论”的研究思路出发,对建构主义教与学理论进行理论性反思与实证性研究。具言之,论文首先基于前期建构主义理论研究的基础上,重点揭示了教育中的控制系统论(二阶控制论建构主义)的本质与方法论启示;然后,论文阐述了思维建模的种类、过程、理论基础,及其教与学意义;最后,结合口语报告法,笔者进行了建构主义的教学实践研究——通过高中生利用Stella建模工具来建构地理学知识点(探讨人口与自然资源之间的关系)思维模型的个案研究,研究这三个问题:(1)依照学生元认知能力的前、后测变化,研究建构主义的系统控制论和思维建模的具体应用对学生的影响;(2)通过对高中生基于计算机技术的思维建模进行实证研究,分析影响优、差生建模差异的因素;(3)探讨我国思维建模软件的开发中存在的问题。研究结果如下:(1)学生的思维建模过程包含五种建模行为:建构存量、建立流量、建立转换变量、建构关联、测试和分析模型,充分体现了计划、分析、推理、综合和评价等多种思维方法,思维建模有效提高了学生的元认知能力;(2)实验组中优生和差生受众多因素影响,在科学问题探究中的思维模型建构方面存在明显差异。