物理建模能力由一些基本的元素通过复杂的相互作用结合而成，想更好地了解物理建模能力，就必须找到这组基本的能力因素。基于对众多智力结构理论的阅读、分析和思考，我们认为智力结构二因素论和“智力中的非智力因素”理论，有助于我们找到物理建模能力中的这组基本能力因素。

英国心理学家的智力结构二因素论认为，人在完成任何一种活动时，都必须具备两种能力因素，其中一种因素是所有智力操作的基础，对所有活动都是共同的，称为一般因素，用字母g表述；另一种则与特殊智力相关联，是某种活动所特有的，即特殊智力，简称s因素。例如，一个人完成物理推理时需要的能力由g十sa构成，完成物理建模时需要的能力由g+sb构成。g因素虽然在人与人之间自由变动，但在特定个体的身上是不变的，每个人都具备这种智力因素，但其大小有差别。s因素是个人完成特定实践活动所必须具备的智力，它具有变动性，在不同的实践活动间发生改变，对于特定个体而言，完成不同的智力活动s因素发生变动，即s。不同于sa不同于sb。

智力结构二因素论启发我们，建模作为一种特殊的科学实践活动，一定对应着某种特殊能力因素，这种特殊能力因素是从事建模实践活动特有的、必备的能力。除特殊能力因素外，个体从事建模活动还需要具备一种参与其他科学实践活动都普遍需要的一般能力因素。科学推理、科学论证、科学建模等科学实践活动在科学研究和发展的过程中都发挥着重要的作用，它们具有一定的共性，因此个体在参与这些科学实践的过程中一定存在着参与这些科学实践活动都共同具备的一般因素。因此，我们在建构物理建模能力构成要素框架时，必须要探寻个体从事物理建模实践所需要具备的一般能力因素和特殊能力因素有哪些。

美国著名心理学家于1943年提出了“智力中的非智力因素”理论，他在相关专家的研究启发下，结合实验研究的直接经验，提出“智力不能与其他个性因素割裂开来”的观点。1949年，他在《美国心理学家》杂志上发表了题为《认知的、欲求的和非智力的智力》的文章，重点探讨了智力结构中的非智力因素。他认为，一般智力不能简单地等同于各种智慧能力之和，还应包含有其他的非智力因素。根据他的观点非智力因素主要是指气质和人格因素，尤其是人格因素，还应该包括先天的、认知的和情感的成分。心理学界将这篇文章，作为非智力因素概念正式诞生的标志。1974年，该心理学家对非智力因素的又作了进一步的说明：从简单到复杂的各个智力水平都反映了非智力因素作用；非智力因素是智慧能力的必要组成部分；非智力因素不能代替各种智力因素的各种基本能力，但对后者起着制约作用。

研究在提取物理建模能力构成要素的类属及剖析各要素指标时，吸纳了智力结构的二因素论和“智力中的非智力因素”理论的部分观点。在物理建模能力的能力类属提取阶段，我们吸收了二因素论的思想，认为物理建模能力与其他实践能力一样，也应包括基本能力因素和专业能力因素，但又与该心理学家的g因素和s因素略有不同。其中基本能力因素并不完全对应该心里专家的g因素，因为g因素被认为是从事所有实践活动都需要的能力因素，而研究中的基本能力因素是指参与多种科学实践活动都需要具备的基本能力素养。研究认为物理建模能力强的人一定具有相应的特殊智能，但同时我们也认为这种特殊智能非常复杂，无法简单地归结为逻辑—数学智能、空间智能或是语言智能中的某一项，所以物理建模能力是一种建基在基本能力之上，几种特殊领域能力组合的多维度、多层次的复杂体系。研究还借鉴“智力中的非智力因素”理论的思想，认为物理建模能力的能力类属中应该包括对物理建模能力的发展起原动力和惯性作用的因素，所以，将与此相关的要素指标归入了非认知因素类属。(www.daowen.com)

除此之外，智力结构理论之下的专家与专长研究也为给我们提供了很好的研究基础和清晰的研究视角。专家和专长研究的成果为本书聚焦具有较高水平物理建模能力的科研人员和物理教师入手收集资料，分析物理建模能力的构成要素的研究思路的合理性提供了坚实的证据和支持。

智力二因素论表明，一般因素渗入到所有智力活动中，每个人都具备，而特殊因素种类很多，与特定的实践活动或工作任务密切关联。所以，解释专家能力结构就必须进行特殊能力的分析，从实践领域本身来思考能力构成及其成因。

专家具有与特定领域相适应的知识结构，例如，新手与物理学家在解决物理问题时，新手趋向于用问题的表面特征作为问题的分类依据，这与他们长时记忆语义网络的节点构成有关，这些节点是由一些与具体对象相关的零散内容组成的；而物理学家的长时记忆语义网络的节点则是由基本物理学原理构成，所以他们的分类是以深层次结构为依据，即以物理学原理为依据。物理学家的知识具有等级性结构，并通过特定的组织原则将节点构成层次分明，排列有序的结构网络。所以，新手解决问题困难的情况，既与知识贫乏有关，也受知识结构缺陷的影响。相关专家提出“十年期规律”是新手到专家成长进程的铁律，没有长期的积累，即使最具天赋的人也无法达到特定领域的顶级水平。他对专才和专家的定义是“从事某一学科或领域的工作十年以上，从而颇有经验并精通此领域最高水平的技能和知识的人。”

智力结构理论下的专家和专长研究涉及的议题很多，如专长的本质、专家的知识特征、知识和能力的关系、专家的特殊认知机制等。对于这些议题的研究成果，有利于为我们揭示专家在物理建模中的行为的本质，探索新手物理建模能力发展的规律，从而指导我们科学、合理地选择和制定培养中学是物理建模能力的策略。