建模作为一种建构性学习方式，可促使学习者根据先前的知识经验，使用所给与的物件和工具，来探究当前情境，建构起对当前情境的理解，并将自己的这种理解表达出来，从而可促进学生对知识的深层理解和灵活应用。中学生由于缺乏丰富的建模实践经验和高等数学技能，使建模过程面临许多困难。国外研究人员致力于开发教育软件工具来帮助学生进行建模活动。由于在软件中内置了脚手架策略，使得中学生甚至小学生的思维模型建构变得方便可行。国内目前还没有关于学生利用思维模型软件建模的研究文献。在这样的背景下，本文首先通过文献分析，对国内外关于学生运用思维模型软件建模进行了综述，针对国外的研究空隙，确定引入手持技术作为脚手架，探究其对中学生建模的影响。在此基础上，通过高中生建构“影响水质因素探究”和“影响过氧化氢分解速率因素探究”思维模型的个案研究，将被试分为实验组和控制组，依照成绩将被试分为优优组合、优差组合和差差组合，采用口语报告法、视频分析法、电脑屏幕记录法对高中生基于计算机和手持技术的思维模型建构进行实证研究。研究结果表明：(1)高中生的思维建模经历了计划环节、建构环节、测试环节，包含建构对象、建构变量、建构关联和测试模型4种建模行为，体现了计划、分析、综合、评价、监控多种思维方法。(2)高中生建模过程需要多种脚手架的支持，包括工具脚手架、同伴脚手架、教师脚手架。(3)优生和差生在建模过程中，各个环节所用时间没有明显差别，建模行为变化优生倾向于直线形，而差生则是锯齿形。(4)手持技术对学生的元认知能力具有显著的提高，但对学生的建模结果没有显著的影响。在此研究的基础上，本文对我国思维模型的开发提出了一些建议：(1)明确软件所支持的建模种类；(2)提供可视化的工具；(3)提供必要的脚手架。并且，通过本研究，对思维模型建构结果提出了一套量的评价标准。