基于认知设计系统的几何类比推理测验的编制及认知模型分析

认知诊断是一种新的测量范式。本研究首先根据Mulholland,Pellegrino＆Glaser和Whitely＆Schneider关于类比推理的研究结果,采用认知设计系统编制了几何类比推理测试题,并对所编制的测试题的质量进行验证,然后采用口语报告法分析解决几何类比推理所涉及的认知模型,结果表明：1）编制的几何类比推理测试题的质量比较好;2）学生解决类比推理所涉及的认知属性主要为置换、翻转、旋转、数量、大小、颜色与条纹和形状。     

英语阅读问题解决的认知诊断

本研究尝试将认知诊断技术应用于中学生英语阅读问题解决(ERPS),以实现对中学生英语阅读问题解决的认知诊断,探讨中学生英语阅读问题解决的认知发展特点及其所存在的问题,为中学生的相关认知发展和知识获取服务。研究发现:(1)基于文本表征和反应决策两个加工过程中的七个认知属性是影响中学生ERPS的主要认知成分(R2=0.792);(2)中学生对于文本表征加工过程所涉及的属性的掌握情况优于反应决策加工过程所涉及的属性,学生所面临的主要困主要难于在反应决策加工阶段;(3)对不同属性掌握情况上存在显著的学校类型差异。(4)学生认知掌握状态的类型主要集中在15种(占73%),最多的三种为(1111011)、(1111110)和(1111101)(占34%)。总体来说,学生的属性掌握还是比较好的。相对地,对推理、信息匹配和正确选项的加工水平三个属性掌握较差,应引起重视。     

小学1~4年级学生思维能力测验的初步编制

编制了“小学1~4年级学生思维能力测验”,该测验有文字、数字、图形三种测试材料,包括比较分类、归纳推理、演绎推理、空间认知、类比推理、抽象概括6个分测验。793名1~4年级小学生参加了测试,结果表明该测验难度适中、区分度较好、信度和效度较高。     

小学生思维能力的培养:五年追踪研究

采用聚合交叉设计,以"学思维"活动课为实验材料,对某小学3个年级164名学生的思维能力进行了四年的培养,并考察了实验效果及延迟效应。结果表明:(1)实验组学生思维能力总体水平及发展的上升速度显著快于控制组学生;(2)实验组学生在归纳推理、演绎推理、空间认知、类比推理和抽象概括能力上显著高于控制组学生,且除了抽象概括能力,其他四项能力的上升速度显著快于控制组学生;(3)延迟效应显著。     

源问题呈现方式对认知负荷及类比推理的影响

采用2×2×2匹配分组实验设计,以176名初中三年级学生为被试,探讨了源问题呈现方式对中学生认知负荷及类比推理的影响。结果表明：（1）归纳、源问题内容相似性和源问题结构清晰性对认知负荷均有显著影响。（2）归纳和源问题结构清晰性对类比推理均有显著影响,且归纳、源问题内容相似性和源问题结构清晰性三者之间在对类比推理的影响上存在交互作用。     

规则空间模型在描述统计学习模式识别中的应用研究

规则空间模型是一种将认知心理学和心理计量学相结合的认知诊断模型,它可用于判别被试的属性掌握模式和识别被试解题的认知错误。本文应用规则空间模型判别学生的属性掌握模式(即知识结构)。根据299名被试在测验项目上的作答反应将他们划归为30种不同的属性掌握模式。     

从知觉分心任务看儿童类比推理能力的发展

采用四类图片类比映射任务,考察了知觉分心对90名4岁、5岁、6岁儿童类比推理能力发展的影响,并进一步阐释影响儿童类比推理能力发展的可能机制。四类图片类比映射任务分别为一种关系无分心任务、一种关系有分心任务、两种关系无分心任务和两种关系有分心任务。结果表明：（1）在具备相应知识经验的前提下,知觉分心对儿童类比推理成绩有显著影响,儿童在无分心任务中的表现明显好于知觉分心任务的表现。在无分心条件下,4岁儿童已经开始能够选择关系匹配来正确完成类比推理。错误分析发现知觉分心任务中儿童所犯错误主要是分心错误,而且分心错误随年龄增长呈下降趋势。这表明对知觉分心的抑制控制可能是儿童类比推理能力发展的一个重要影响因素。（2）随着年龄增长,儿童类比推理能力逐渐提高。总体表现为6岁组的成绩显著优于4岁、5岁组的成绩,而4岁组的成绩与5岁组的成绩没有显著差异。5岁可能是儿童能够抑制知觉分心进行类比推理的快速发展期     

学校心理环境与小学4～6年级学生认知能力发展的关系:基于全国代表性数据的多水平分析

基于中国儿童青少年心理发育特征数据库,采用多水平建模分析来自全国100个区县421所学校12,023名小学4~6年级学生报告的学校心理环境特征对同学校12,019名小学生认知能力发展的影响及其作用特点。结果表明:(1)小学4~6年级学生认知能力发展中超过24%的变异来自学生以外的学校和区县。(2)在控制学生年级、性别、家庭背景和学校所在地、师资和生源特点等基本特征后,学校水平的心理环境特点仍然可以显著解释小学4~6年级学生认知能力10%~24%的学校间变异,其中公平与公正感的作用相对最强。(3)学校积极心理环境对学生认知能力发展的作用具有累积性,并对女生、来自收入较低家庭、来自总体家长文化水平较低学校学生的认知发展具有更强的保护性作用。本研究扩展了学校心理环境的多水平分析,为在基础教育质量评价中开展学校心理环境的评估提供了实证依据。     

5～9岁儿童在不同复杂性任务上类比推理的发展特点

采用经典的A:B:C:D范式,设计两类难度不同的图片任务,依据关系-表征复杂性模型从等级复杂性和水平复杂性角度分析任务难度.在此基础上,选取5～9岁115名儿童探讨两类任务上类比推理的特点和发展趋势.表明:(1)儿童类比推理呈现多样化特点,主要有:充分意义上掌握了类比推理、部分完成了类比推理、位置关系类比推理、不能类比推理和不确定情况类比推理,其中部分完成了类比推理是复杂任务上所特有的.(2)简单、复杂两类任务上,随着年龄增长,5-9岁儿童充分意义上掌握类比推理的人次比例不断上升,不能类比推理的人次比例不断下降.此外,复杂任务上,随年龄增长,部分完成类比任务的人次比例降低.结果表明,在简单任务上,前运算阶段儿童已具备了类比推理能力;但在复杂任务上,儿童到了具体运算阶段才具备类比推理能力.     

提示对3～11岁儿童解决类比推理问题的影响

随机抽取360名3~11岁儿童,采用几何图形、关系图形、词语、数字、故事五种材料,考察提示对儿童类比推理的影响。结果发现:(1)提示对3~4岁和8~9岁儿童几何图形类比推理成绩有影响;提示对3~4岁和9~11岁儿童词语类比推理成绩有影响;提示对3~11岁儿童数字类比推理成绩均有影响;提示对3岁和8~11岁儿童关系图形类比推理成绩有影响;提示对3~4岁和8~11岁儿童故事类比推理成绩有影响;(2)提示使原本不会类比推理的3岁儿童能够初步进行类比推理。     

探索语言水平测试的认知诊断改造和深度分析:以广州市英语学业考试为例

本研究探索在通用认知诊断模型和相关检验方法的基础上对现有语言水平测试进行诊断改造和分析,分三步进行探索:(1)探索对语言水平测试不同的属性和Q矩阵构建途径;(2)探索对语言水平测试基于通用模型的建模和效度验证;(3)探索对语言水平测试建模后续的深入分析。研究发现:属性分布和总分分布划分的学生水平一致性较高;学生对属性掌握存在性别差异且属性间的难易层级不同;属性模式分布进一步验证了语言属性间关联程度较高以及通用认知诊断模型和相关检验方法对语言测试的适用性。三步式的建模分析可作为对语言水平测试进行认知诊断改造的参考。     

非参数认知诊断方法下诊断结果的概率化表征

非参数认知诊断分类方法非常适合课堂评估,其诊断结果采用0-1形式而缺乏概率化表征,不能精细地区分被试属性掌握程度的差异或变化,还缺乏可用于评价真实测验分类结果的信度和效度指标。要刻画被试属性掌握程度的差异,首要的问题是要为非参数认知诊断方法提供一种可以量化属性掌握概率的方法。针对此问题,基于二项分布和玻尔兹曼分布提出非参数认知诊断方法下诊断结果的概率化表征方法,并用于构建分类准确性和分类一致性指标。模拟研究与实测数据分析结果显示：概率化表征方法与非参数认知诊断方法的分类结果高度一致;概率化表征方法与认知诊断模型所得的属性掌握概率十分接近;概率化表征方法所得的属性（模式）掌握概率可用于计算属性（模式）分类准确性和分类一致性指标,在实际测验情景下可作为信度和效度指标,评价诊断结果的重测一致率和判准率。     

认知诊断资料-模型拟合检验统计量及应用

本文将IRT常用资料-模型拟合检验统计量χ^2和G^2引入认知诊断领域,具体讨论了这两个统计量在认知诊断资料-模型拟合检验的可行性及其侦查效果,并讨论了其在实际中的应用,为研究者及实际应用者在认知诊断资料模型拟合检验中提供借鉴及方法学支持。研究发现：（1）χ^2和G^2统计量在认知诊断资料-模型拟合检验中,犯Ⅰ类错误和Ⅱ错误概率均小于5%,表明χ^2和G^2统计量均能有效地侦查项目失拟情况,均可用于认知诊断中的资料-模型拟合检验。（2）测验长度、被试样本容量、认知属性个数等因素均会影响χ^2和G^2统计量的侦查效果。（3）就所犯两类错误率而言,χ^2统计量优于G^2统计量。（4）两统计量均能有效地侦查出项目因属性被错误标定而导致的失拟,因而它们在侦查属性错误标定中有一定的应用前景。     

基于认知诊断测评的个性化补救教学效果分析：以“一元一次方程”为例

基于“为学习而测评”理念,以促进学生学习为目的,本研究进行了基于认知诊断测评的个性化补救教学效果分析。首先,以“一元一次方程”章节为例,编制两份平行的认知诊断测评试卷。然后,通过对不同地区（城市和农村）七年级学生的施测与分析,发现城市学生对属性的掌握情况优于农村学生对属性的掌握情况。之后,选择农村学生为补救对象,通过对比基于认知诊断测评和传统教学两种个性化补救教学的效果,发现两种补救教学方法均能提高学习成绩,但前者的补救效果显著优于后者的。总之,本研究结果表明采用基于认知诊断测评的个性化补救教学能够有效促进学生学习,为实践者应用认知诊断测评促进学生学习提供了实践依据。     

《儿童认知能力诊断量表》的特点与分析

本文分析了《儿童认知能力诊断量表》的特点及其在鉴别和诊断学习不良儿童认知缺陷中的作用。该量表由三个分测验和七个项目组成。量表的常模取样于浙江省十个城市的333名1～3年级儿童。数据处理和分析的结果表明:(1)该量表能反映出小学儿童认知能力随年级增长的趋势;(2)重测信度表明量表具有一定的可靠性;(3)该量表有较好的鉴别效度,而且效度检验的结果说明了学习不良儿童在认知能力上的“多病源”特征。     

小学四、五年级数学诊断性测验的编制——基于规则空间模型的方法

基于规则空间模型, 以小学四、五年级数学诊断性测验的编制为例, 探索了认知诊断理论背景下诊断性测验的编制方法。研究发现, 基于规则空间模型编制的诊断性测验具备优良的信效度, 尤其在结构效度上具有突出优势。应用该测验对1059名四、五年级学生进行诊断测验的结果显示:在整体上, 学生对整数、初级运算与应用掌握得较为巩固, 对量、统计、规律、高级运算掌握较差;在发展趋势上, 量、统计、规律、高级运算是四、五年级之间进步最快的属性。     

几种常用非补偿型认知诊断模型的比较与选用：基于属性层级关系的考量

当前国际上开发了60多种认知诊断计量模型(Fu &; Li, 2007), 各种模型各具特点, 实际应用者应根据实际情况选用恰当的模型。本研究以属性层级关系为切入点, 采用Monte Carlo模拟的研究方法, 比较了属性层级关系正确及有误两种情况下, 当前国际上常用的五种认知诊断模型的性能, 以充分考察不同认知诊断模型对属性层级关系的依赖程度, 及属性层级关系的错误界定对各认知诊断模型诊断正确率的影响, 从而为实际运用者在认知诊断模型选用上提供借鉴和参考。     

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。     

阅读多策略使用类型对阅读成绩的影响——基于潜在剖面分析

本研究以18299名六年级学生为研究对象,通过潜在剖面分析和方差分析,探讨了六年级学生阅读多策略使用类型的潜在异质性及其对阅读成绩的影响,结果显示:(1)六年级学生的阅读多策略使用存在3个类别:熟练使用型(占36.35%),基本掌握型(占49.29%),有待提升型(占14.36%);(2)3类学生在2类文本(文学类和信息类)和4种阅读能力(分析与整合、获取与解释、连接与推论、感悟与评价)上的阅读成绩均为:属于熟练使用型的六年级学生最好,属于基本掌握型的六年级学生次之,属于有待提升型的六年级学生最差。研究结果表明对学生开展阅读多策略使用的指导非常重要。     

探索语言水平测验的认知诊断改造和深度分析： 以广州市英语学业考试为例

本研究探索在通用认知诊断模型和相关检验方法的基础上对现有语言水平测验进行诊断改造和分析,分三步进行探索：1）探索对语言水平测试不同的属性和Q矩阵构建途径;2）探索对语言水平测试基于通用模型的建模和效度验证;3）探索对语言水平测试建模后续的深入分析。研究发现：属性分布和总分分布划分的学生水平一致性较高;学生对属性掌握存在性别差异且属性间的难易层级不同;属性模式分布进一步验证了语言属性间关联程度较高以及通用认知诊断模型和相关检验方法对语言测验的适用性。三步式的建模分析可作为对语言水平测验进行认知诊断改造的参考。