建模能力结构模型的研究

国内对物理、化学、生物学等学科的建模能力结构研究很少，我们把目光投向包括数学建模能力研究的更大范围中寻找可参考和借鉴的研究成果，以期从中获得对物理建模能力构成要素研究的理论指导和方法启示。

相关专家认为物理学科教学最重要的育人价值之一就是学生科学建模能力的培养，为此，从本体论视角对科学建模能力进行了探讨。他们从要素视角、行为视角、认知视角和建构视角解析了不同学者对建模能力内涵的界定，最终将科学建模能力概括为针对自然现象抽象出其主要特征，依据科学直觉建构其关系、结构等概念模型，并用科学语言进行表征的能力。在内涵挖掘的基础上，他们揭示了科学建模能力是物理学科教学的核心价值，是科学本质的一部分，与科学家的科学研究能力具有本质的一致性的本体论属性。

台湾师范大学的相关专家是我国较早从事科学建模能力结构研究的人，该专家团队对科学建模能力结构的架构建立在建模历程模型和科学建模能力结构模型的基础上，认为建模能力包括模型选择、模型建立、模型应用、模型调度和模型重建五种能力。除此之外，该研究团队还从本体论、认识论和方法论三方面阐述对模型和建模的理解。在本体论方面，对模型本质的观点有三个类型：对应关系、呈现形式、变化关系；在认识论方面有三个类型：个体表征、过程、情境；在方法论方面，根据因素分析可以发现模型有三个主要功能：问题解决、了解观察的现象、连结和发展想法。

相关专家在梳理前人研究的基础上，分析了数学建模能力的影响因素，她发现影响中学生数学能力的主要因素有：“动机、态度”“知识经验”“认知过程”“元认知”。有专家在遵循评价的普遍性、科学性、指导性、可测性原则的前提下，确定了大学生数学建模能力的结构模型，它由创新能力、协作能力、基础知识掌握程度、分析解决问题能力、计算机应用能力构成。该数学建模能力的各构成要素的科学性、合理性还值得商榷，如分析解决问题能力究竟是数学建模能力的上位概念，还是下位概念，是分析解决问题能力包含数学建模能力，还是数学建模能力包括问题解决能力，这些关系都还没有清晰明了。也有专家归纳出数学建模能力的结构模型由5个子能力构成，即结构化情境、数学化模型、处理模型、转移模型、反思模型能力。

综上所述，国内研究者主要是在基于前人理论研究的基础上，通过分析和逻辑归纳构建了建模能力结构模型。利用理论思辨构建的建模能力结构模型虽然具有一定的理论基础，但其科学性、实效性、完备性等都值得商榷。