以往培养学生建模能力的教学研究主要集中于数学教育领域，虽然，教育是相通的，培养学生科学建模能力可以参考数学建模教学中好的做法和经验，但正如相关专家所说的“物理建模与数学建模不同，在于它们将心智模型和外部世界相联系的方式的不同，物理建模是把心智模型与语言表达的意义相联系，而数学建模则是把心智模型与符号系统的结构相匹配。”所以，建模实践活动的学科差异造成了不同学科的建模能力的结构不同。因此，对物理建模能力的培养与数学建模能力的培养也有较大的区别。在研究中，我们把搜集相关文献的视野主要集中于科学建模能力的教学研究。

在《中学物理中的建模方法》一文中，两位专家共同提出了“建模循环”教学理论，这一教学理论为世人呈现了一个与传统教学模式完全不同的教育图景。建模循环将建模教学分为模型发展和模型部署两个阶段。其本质就是将教学组织进入结构化的相关单元的过程，以系统的方式反映科学实践的程序结构。建模循环教学模式提出以来对美国物理教育学界产生了重大的影响，自1996年起，至今每年都会有数万中学物理教师进入建模教学研讨班进修学习，全面地掌握了“建模循环”这个“更强大和健全的教学方法”，进而提升了个人的物理建模教学能力。

《模型和建模：通向真正科学教育的路径》一文的作者，提出开设基于模型的科学课程的设想。他强调在这样的课程中需要学生获得模型是什么以及建模是怎么发生的恰当的理解；具有思维可视化模型的成熟能力；能理解类比和隐喻的本质；以及能理解建模的过程。该专家提出的基于模型的科学课程开设条件，实际上反映了他对科学建模能力构成的一种观点，然而其在实际教学中操作性不高，对于新手而言要求太高，难以企及。另一位专家在9所中学进行了长达三年的MoDeIS（Modeling Design for Learn Science）教学实验，尝试将元建模知识嵌入到科学课程中。该研究表明，高中生已经具备了一定程度的建模的基本能力和专业知识，只要教学干预手段得当，学生的建模能力可以发展到一个较高的水平。还有一些专家在分析传统科学探究学习模式不足的基础上，开发了一个“基于建模的科学探究”学习模式。科学教育的一个主要目标就是发展学生的科学思维，模型和建模就是科学思维的重要组成，因此，围绕科学建模促进学生科学思维发展的教学研究也成为热点主题之一。如，Weller基于计算机建模环境，研究了学生“力和运动”主题下物理概念的转变情况与科学思维能力的关系等。(www.daowen.com)

纵观上述，科学建模教学是国际科学教育改革的新方向，尽管对科学建模教学在认识上还存在一定的争议，但学者们已经达成了两方面的共识：一是学生不具备科学建模能力将会严重影响科学素养的形成和发展；二是科学素养可以通过建模教学的动态途径和科学建模思维的培养得到发展。从以上研究，可以发现培养学生建模能力的教学研究都是基于一定的建模能力结构研究基础上的，因此，研究建模能力结构模型是培养学生建模能力的基础和前提。