高中阶段是学生科学素养培养的关键阶段，也是我国与发达国家人才成长进程的“剪刀差”的交点。在高中阶段（15-18岁）学生达到抽象思维或矢量思维的顶峰，大多数学生能达到这一阶段的较高水平，但只有在最适宜的教育条件下才能做这种估计，而非学生自发形成。由此可见，高中作为培养学生建模能力培养的关键期不容忽视，因此，有关培养高中生物理建模能力的教学研究受到北美和欧洲研究者的重视，其研究传统已经有了30多年的历史，取得了可观的成绩。

物理建模教学之父在1980年代提出了“建模循环”教学理论，该理论是最具影响力的物理建模教学理论。它融合了认知心理学、认知语言学、教育学等多个学科的研究成果，其中主要借鉴了学习循环理论。他认为建模循环教学过程应分为“模型发展”和“模型部署”两个阶段。其中，“模型发展”包括描述、公式化、结果和验证四个子阶段；而“模型部署”则是模型的应用阶段。“建模循环”教学的本质是一个将教学组织进入结构化相关单元的计划，而不是科学研究中的建模循环过程，它是以系统的方式反映科学建模实践的程序结构，它是一个灵活地可以被各种教育目的所采用的计划。在建模循环教学中，教师的作用就是一个主持人，他们以学生为中心，把学生引入模型发展、评价和应用的所有阶段，非判断地记录下所有过程，偶尔为推动学习进程而提一些问题。教师需要在课堂上按照建模循环步骤为学生做示范，加强学生对建模循环过程的理解和体悟。为了提高学生的物理建模能力，教师需要向学生解释科学术语，并提供建模表征工具和建模策略，从而减轻学生建模活动的困难，提高建模质量。教师的所有教学设计都是围绕“建模发展”和“建模部署”两个阶段展开。(www.daowen.com)

研究在两大部分内容的探讨上，借鉴了该专家物理建模循环教学理论的思想。其一在他对模型本质、模型分类、模型价值、建模能力影响因素等研究结论基础上，界定了本书中的核心概念—模型、物理建模和物理建模能力。其二是基于他的建模循环教学理论和建模能力影响因素的部分观点，提出了我国学生物理建模能力培养的对策和建议。