前面我们已经通过质性分析从具有物理建模专长的专家身上提取出物理建模能力结构中的三个类属（“非认知因素”“基础能力因素”“专项能力因素”）及三个类属下的11个要素指标，下面我们将对这三个类属间的内在关系进行分析和阐述。

1.“非认知因素”是物理建模能力发展的原动力和惯性

“非认知因素”是指激发、驱动和维持个体从事物理建模实践活动的内部动力。非认知因素对于个体参与物理建模实践活动具有动力作用、定型作用和补偿作用。同认知因素相比，它与物理建模能力的关系同样十分密切。我们认为物理建模能力的“非认知因素”包含两个部分：一部分是“非认知因素”中的原动力因素，即用于启动参与物理建模活动的个体成就动机和专业兴趣；另一部分是“非认知因素”中的惯性因素，即用于保证个体持续参与物理建模活动的性格特征。“非认知因素”发展水平高的个体具有强烈的参与物理建模实践活动的意愿，并乐于投入更多的时间和精力。他们受外界压力驱使的影响小于其出于实现建模目标的内在需要。如果“非认知因素”中的原动力因素（专业兴趣和成就动机）发展水平较低，个体就倾向于在遇到困难或复杂问题情境时采取回避的态度和行为，从而错失物理建模能力的“基础能力因素”和“专项能力因素”的发展时机。“基础能力因素”和“专项能力因素”长期得不到发展会严重影响个体建模实践的质量，屡遭失败的建模实践主体的认知需要、自尊与尊重需要、自我发展需要、社会责任需要都会严重受挫，导致专业兴趣和成就动机下降的恶性循环。所以，从动力作用上讲“非认知因素”的原动力因素的确是物理建模能力不可或缺的部分。

只有原动力还不足以保障物理建模能力持续、稳定的发展，个体还需要具备适合物理建模的稳定的态度和习惯化的行为方式来持续推进物理建模活动，这就是“非认知因素”中的惯性因素。惯性因素是维持物理建模活动不间断进行的关键因素，我们把它理解为能促使个体在任何困难情境中持续从事物理建模活动的属性。原动力加惯性是保障物理建模能力发展的两个必要条件，缺一不可。在访谈的科研人员身上，我们看到了更多的“非认知因素”中的惯性因素在保障和推进他们研究工作中的所起到的重要作用。由于参与某一科学实践活动的深入程度越高，面临问题复杂性也就越强，取得进展就越困难，此时个体单凭兴趣和动机是无法确保坚持到实践活动的最后。所以从这个意义上讲，“非认知因素”的惯性因素更是物理建模能力发展不可或缺的“后劲儿”。

总之，“非认知因素”是个体从事物理建模的原动力和惯性，它促使个体将建模目标从外部诱因转化成内部动力，又从内部动力发展为持续作用力。适度的专业兴趣、成就动机和性格特征有助于充分调动个体从事物理建模的能动性，并对个体所从事的物理建模活动起到定向、维持、调节和补偿的作用。一般而言，“非认知因素”水平较高的个体，在面临复杂问题情境时，其物理建模动机也相应的比较强。如果个体在物理建模活动中都表现出强烈的专业兴趣和成就动机，且在一定时域内能持续该实践活动，则说明其“非认知因素”发展得较好。在物理建模能力构成要素框架中，“非认知因素”是个体物理建模能力水平发展的必要条件，又是促成实际物理问题解决的前提。“非认知因素”是“基础能力因素”和“专项能力因素”的动力基础，只有个体倾向于从事物理建模活动，其“基础能力因素”和“专项能力因素”才可能在个体不断地经历物理建模的过程中逐步得以发展和提升。

2.“基础能力因素”是个体从事科学实践活动的基础能力

“基础能力因素”指的是个体参与科学实践活动所必须具备的最基本的能力素养，它是多种科学实践能力的共同构件。它不指向某一具体的科学实践活动，但却影响物理建模实践活动的效果及质量，是个体物理建模能力的基本构成。“基础能力因素”包括分析力、迁移应用、自我发展、交流与合作四个要素指标，这些要素指标不指向具体科学实践活动，也不能单独构成物理建模过程的一个活动环节，但却是物理建模能力培养和发展的基础。

“基础能力因素”的基础性体现在以下两方面：首先，不同的科学实践活动都需要以“基础能力因素”为基础才能得以顺利完成，但是对于不同性质的科学实践活动所需要具备的“基础能力因素”各有侧重。美国《K-12框架》将科学实践活动划分为包括“建立和使用模型”在内的8种。这8种科学实践都必须依赖“基础能力因素”，只不过“建立和使用模型”实践更注重分析力，而“获取、评价和交流信息”实践更强调交流与合作能力。其次，“基础能力因素”贯穿于物理建模的各个阶段和环节。物理建模要经历问题情境的分析，关键要素的提取，物理问题的表征，已有模型的选择和使用，新模型的建立，新模型的评价和监控等过程。在这些环节中，“基础能力因素”无处不在。例如，在问题情境分析的过程中，个体需要具备分析力来辨识原始问题情境的关键要素和主要矛盾，从而在头脑中形成问题空间中的关键节点；在将原始问题表征为物理问题的过程中，个体需要具备迁移应用能力来判断和梳理这些节点间的因果关系，形成一个重要的节点关系网，再对照问题情境提取已有经验，形成问题解决策略；同时，还需要交流与合作能力，在共同体的一致努力下将原始问题表征为物理问题，再运用建模策略选择恰当的已有模型进行修正或建构新的模型；个体最终在对建模活动进行监控和评价的过程中需要依据分析力的判断和决策做出准确的结论。(www.daowen.com)

在某种程度上，我们承认“基础能力因素”形成过程中分析力比其他三方面的因素更具有重要性和基础性。但随着个体“基础能力因素”中四个要素指标趋于成熟时，它们将逐渐独立，彼此间的依赖减小，其中的一个要素指标发展不完善或者有缺陷，不会抑制其他因素的成熟和提高，同时，其他因素也无法对其进行补偿或替代。例如迁移应用能力不可能通过不断提高交流与合作水平来得以提升，同样，分析力也补偿不了交流与合作上的缺失。

总之，“基础能力因素”水平的提高能促进“非认知因素”水平的提高，特别是“非认知因素”中的“成就动机”和“专业兴趣”要素指标的提高，正像我们平常所认知的那样，随着能力的增长，兴趣也逐渐增强，心理学研究表明人们往往在自己的优势领域表现出更强烈的兴趣。“基础能力因素”也是“专项能力因素”发展的必要条件，没有一定程度的“基础能力因素”，“专项能力因素”不可能发展为专家水平。“基础能力因素”各因素间的相对独立性也为我们在培养高中生物理建模能力方面提供了启示，即只有充分发展个体“基础能力因素”的各个方面，个体的物理建模能力才能获得实质性的提高。

3.“专项能力因素”是指向物理建模实践活动的特殊能力

“专项能力因素”是指个体参与物理建模实践活动所必须具备的专门的知识经验和能力素养，它包括专业知识、专项经验、模型思维和元建模知识。“专项能力因素”具有领域独特性，不同的科学实践活动对实践主体具备的“专项能力因素”要求不同，例如物理建模实践活动要求个体具备模型思维和元建模知识，这是科学推理实践活动所不强调具备的能力要素。即使是同样要求具备模型思维和元建模知识的化学建模、生物建模等，其模型思维的特征和元建模知识的内涵也与物理模型思维和元建模知识有极大的差别。“专项能力因素”是在反复地从事物理建模实践活动的过程中形成和发展起来的，是具有独特性和指向性的特殊能力。

“专项能力因素”与“基础能力因素”有联系，又有区别。“基础能力因素”具有基础性和生成性，它不指向具体活动，是个体从事任何科学实践活动都必须具备的能力，而“专项能力因素”具有指向性，是物理建模活动要求的特殊能力。“基础能力因素”是“专项能力因素”发展的前提条件和基础，“专项能力因素”的发展受到“基础能力因素”发展水平和质量的制约。“专项能力因素”是“基础能力因素”的生长和延伸，所以“基础能力因素”的缺陷和低质将直接影响“专项能力因素”的水平。“专项能力因素”的发展也反作用于“基础能力因素”，助力于个体“基础能力因素”的优化和成熟。尽管“基础能力因素”是“专项能力因素”的前提和基础，但并不意味着“专项能力因素”必须在“基础能力因素”发展成熟后才能从事物理建模活动，其二者是相辅相成的关系。

“专项能力因素”的水平也制约着“非认知因素”的水平，如果个体缺乏物理建模的“专项能力因素”，那么，他在建模过程的各个环节都会碰壁、纠结、困惑，这些困惑和疑虑可能导致个体无法承受，最终走到被迫放弃建模活动的境地，长此以往实践主体就会丧失从事建模实践活动的兴趣和动机。相反，如果个体掌握了物理建模的“专项能力因素”，那么，他的建模信念坚定，建模思路清晰顺畅，这将减少他的建模投入，提高他的建模质量和成功率，进而更加激励他参与物理建模实践活动的动机和兴趣。“专项能力因素”也是可以通过教育过程得以发展和改善的，但这种发展和改善的前提是具备一定的“基础能力因素”。综上所述，物理建模能力的“非认知因素”“基础能力因素”“专项能力因素”三个能力类属间是相互依赖、相互影响、相互制约、相互促进、相互提升的关系。