认知诊断属性分类一致性信度区间估计三种方法

摘要：引入了三种可以估计认知诊断属性分类一致性信度置信区间的方法：Bootstrap法、平行测验法和平行测验配对法。用模拟研究验证和比较了这三种方法的表现,结果发现,平行测验法和Bootstrap法在被试量比较少、题目数量比较少的情况下,估计的标准误和置信区间较接近,但是随着被试量的增加,Bootstrap法的估计精度提高较快,在被试量大和题目数量较多时基本接近平行测验配对法的结果。Bootstrap法的所需时间最少,平行测验配对法计算过程复杂且用时较长,推荐用Bootstrap法估计认知诊断属性分类一致性信度的置信区间。     

认知诊断模型的标准误与置信区间估计：并行自助法

认知诊断模型的标准误(Standard Error, SE; 或方差—协方差矩阵)与置信区间(Confidence Interval, CI)在模型参数估计不确定性的度量、项目功能差异检验、项目水平上的模型比较、Q矩阵检验以及探索属性层级关系等领域有重要的理论与实践价值。本研究提出了两种新的SE和CI计算方法：并行参数化自助法和并行非参数化自助法。模拟研究发现：模型完全正确设定时, 在高质量及中等质量项目条件下, 这两种方法在计算模型参数的SE和CI时均有好的表现; 模型参数存在冗余时, 在高质量及中等质量项目条件下, 对于大部分允许存在的模型参数而言, 其SE和CI有好的表现。通过实证数据展示了新方法的价值及计算效率提升效果。     

使用Bootstrap方法计算认知诊断评估中的信度

测验信度是衡量测验质量的一个重要指标,认知诊断评估中同样需要重视信度问题。现有认知诊断中计算信度的方法均有一个前提假设:被试在前后两次测验的后验概率分布和边际概率完全相同。该假设过强,未考虑两次测验间存在的随机误差。基于Bootstrap抽样,提出了两类属性信度和模式信度的指标,分别是积差相关法和修正的一致性法。通过模拟研究比较了新方法和现有方法在不同属性个数、属性间相关性和题目数量下的表现,并基于英语能力认证考试ECPE和分数减法的实证数据验证了新方法的可行性。最后,对信度估计的影响因素进行了讨论。     

bootstrap法在合成分数信度区间估计中的应用

在介绍bootstrap法原理的基础上,本文以一个同质测量模式的模拟数据为例,对结构方程模型下使用bootstrap法对合成分数信度的区间估计的应用中进行了演示。     

基于群体水平评估的认知诊断模型开发与应用

本文开发了基于群体水平评估的认知诊断模型——G-AHM,采用Monte Carlo模拟方法探讨了模型的性能与表现,并探讨其在实践中的具体应用。研究发现：（1）新模型G-AHM不仅具有较高的边际判准率,还具有较好的模式判准率,且具有较强的稳健性,说明本研究开发的新模型基本合理、可行的。（2）与已有的具有较高效度的诊断结果比较发现：从认知状态、属性掌握概率与属性掌握比例三个方面,G-AHM模型所获得的群体诊断结果都与已有结果基本一致,即可以认为G-AHM方法获得的诊断结果也具有较高的效度。因此G-AHM模型在实际中是可行、可信的;且G-AHM方法中将认知状态与群体对属性的掌握概率信息相结合,可以更好的解释及分析被试的认知水平,提供的信息更具参考价值。     

粗糙集在项目认知属性标定中的应用

认知诊断是新一代测量理论的核心, 对形成性教学评估具有重要意义。项目认知属性标定是认知诊断中一项基础而重要的工作,现有的项目认知属性辅助标定方法的研究工作很少, 并且在应用上存在诸多局限。课堂评估是认知诊断应用的理想场所,但课堂评估中项目的选取具有随意性, 教师难以在短时间内准确标识项目认知属性。本研究首次提出采用粗糙集方法对项目认知属性进行标定, 该方法无需太多被试和项目, 亦无需已知项目参数, 且能当场诊断出结果, 适于采用纸笔测验的课堂评估。通过Monte Carlo模拟研究表明：采用粗糙集方法能迅速地对项目认知属性进行标定, 并具有较高的标定准确率; 而且, 项目认知属性越少、或被试估计判准率越高、或失误率越小则项目认知属性标定的准确率越高。粗糙集方法的引入, 对拓展认知诊断的应用范围, 真正实现其辅助性教学功能, 具有重要作用。     

计算机化自适应测验在认知诊断中的应用

作为认知诊断与计算机化自适应测验相结合的产物, 认知诊断计算机化自适应测验(Cognitive Diagnostic Computerized Adaptive Testing, CD-CAT)是对被试知识状态的自适应。它既有传统CAT所面临的普遍性问题, 也有在认知诊断中遇到的特殊问题：由于认知诊断中涉及属性这一概念, CD-CAT与传统CAT有很大的差别。本文紧紧围绕属性引起的差异, 分别从认知诊断模型、题库建设、起始规则、选题策略、被试知识状态估计和终止规则等几部分详细介绍CD-CAT的研究进展和存在的问题。     

整合后验信息的多分属性认知诊断信效度指标

分类一致性和准确性是认知诊断评估中的重要指标,前者反映信度问题,后者反映效度问题。已有研究提出的指标均是基于二分属性,而多分属性的后验概率分布和属性边际概率分布均不同于二分属性,需要构建新指标来衡量多分属性情景下的信效度。本研究基于二分思想,构建出二元式信息指标用于计算多分属性测验中的信效度,并通过实验设计考察了新指标在多种影响因素中的表现,验证了新指标的有效性。最后,为多分属性诊断测验的编制提供了建议,并提出未来研究方向。     

心理与教育测验分类信度:分类一致性评估方法

心理测验、教育测验和医学测验广泛应用于测试者分类, 而内部一致性和α等信度系数并不能直接评价分类信度, 如何评估标准参照测验的分类信度, 成为研究者和实践者关注的重要问题。本研究从分类一致性方法视角, 探究单次施测测验的分类一致性估计模式, 分析各类代表性方法发展脉络及其核心思想, 结合各方法相关软件包与程序, 分析人格测验、学业测验、诊断测验等真实数据。结合理论分析与数据分析, 总结各类方法的优劣与影响因素, 提出选用各类方法的建议, 讨论分类一致性区间估计等问题, 推动分类测验的分类一致性的研究、应用与报告。     

An Illustration of Diagnostic Classification Modeling in Student Learning Outcomes Assessment

The assessment of higher-education student learning outcomes is an important component in understanding the strengths and weaknesses of academic and general education programs. This study illustrates the application of diagnostic classification models, a burgeoning set of statistical models, in assessing student learning outcomes. To facilitate understanding and future applications of diagnostic modeling, the log-linear cognitive diagnosis model used in this study is presented in a didactic manner. The model is applied in a context where undergraduate students were assessed along four learning outcomes related to psychosocial research across two time points. Results focus on implications and methods to aid stakeholders’ interpretation of the analyses. Contrasts to traditional measurement models and potential future applications are also discussed.     

教育认知诊断测验与认知模型一致性的评估

构建正确的认知模型是成功进行认知诊断的关键之一,如果认知诊断测验不能完整准确地代表这个认知模型,这个测验的效度就存在问题.属性及其层级可以表示一个认知模型.在认知模型正确基础上,给出了一个计量公式以衡量认知诊断测验能够多大程度上代表认知模型;对于不止包含一个知识状态的等价类及其形成原因进行了分析,对Cui等人的属性层级相合性指标(HCI)提出修改建议,以更好地探查数据与专家给出的认知模型的一致性.     

Interval estimation of gamma for an<Emphasis Type="Italic">R</Emphasis>×<Emphasis Type="Italic">S</Emphasis> table

When the underlying responses are on an ordinal scale, gamma is one of the most frequently used indices to measure the strength of association between two ordered variables. However, except for a brief mention on the use of the traditional interval estimator based on Wald's statistic, discussion of interval estimation of the gamma is limited. Because it is well known that an interval estimator using Wald's statistic is generally not likely to perform well especially when the sample size is small, the goal of this paper is to find ways to improve the finite-sample performance of this estimator. This paper develops five asymptotic interval estimators of the gamma by employing various methods that are commonly used to improve the normal approximation of the maximum likelihood estimator (MLE). Using Monte Carlo simulation, this paper notes that the coverage probability of the interval estimator using Wald's statistic can be much less than the desired confidence level, especially when the underlying gamma is large. Further, except for the extreme case, in which the underlying gamma is large and the sample size is small, the interval estimator using a logarithmic transformation together with a monotonic function proposed here not only performs well with respect to the coverage probability, but is also more efficient than all the other estimators considered here. Finally, this paper notes that applying an ad hoc adjustment procedure—whenever any observed frequency equals 0, we add 0.5 to all cells in calculation of the cell proportions—can substantially improve the traditional interval estimator. This paper includes two examples to illustrate the practical use of interval estimators considered here.The authors wish to thank the Associate Editor and the two referees for many valuable comments and suggestions to improve the contents and clarity of this paper. The authors also want to thank Dr. C. D. Lin for his graphic assistance.