纵向非参数认知诊断评估

通过建立相邻时间点间被试知识状态和理想作答模式的链接,提出了4种逻辑简洁的纵向非参数认知诊断方法：LNPC、LWNPC、LGNPC和LWGNPC。模拟研究结果表明：建立的链接能提升纵向判准精度。与参数模型相比,4种方法估计精度相当,受样本容量影响小。与Long-HDD相比,4种方法判准精度较高,题目质量较低时LNPC和LWNPC仍有较好表现;实证研究表明：4种方法能够应用于实际纵向测验分析,与参数模型和Long-HDD判别一致性较高。推荐LWNPC方法。     

一种多策略认知诊断方法:MSCD方法的开发

当前国内外开发的认知诊断模型基本上只能处理单策略的测验情景,并假设所有被试均采用同一种加工策略/解题策略,从而忽视了加工策略的多样性及差异性.本研究根据de la Torre和Douglas (2008)采用多个Q矩阵来表征多个加工策略的思想,并结合使用丁树良等(2009)修正的Q矩阵理论及孙佳楠,张淑梅、辛涛和包珏(2011)的广义距离判别法,开发了一种新的多策略认知诊断方法——MSCD方法.Monte Carlo模拟研究结果表明:在单策略测验情景下,传统的单策略认知诊断方法与采用MSCD方法的诊断正确率均比较理想,且差异不大;但在多策略测验情景时,传统的单策略认知诊断方法诊断正确率较低,而MSCD方法的诊断正确率却仍较理想;当加工策略增至5种时,MSCD方法仍有较高的边际判准率、模式判准率以及加工策略判准率.研究表明MSCD方法基本合理、可行.这为实现对加工策略的诊断提供了方法学支持,有利于拓展认知诊断在实际中的应用.     

基于选项层面的认知诊断非参数方法

充分挖掘选择题(Multiple-Choice, MC)的诊断信息受到了较多关注, 将干扰项信息考虑在内可以提升诊断精度。为了弥补参数模型基于大样本才能获得可靠估计的不足, 以及适用于班级水平的小样本诊断测验情境, 本研究提出了非参数的多选题诊断方法。模拟和实证研结果表明：(1)当MC测验中题目参数不存在较大差异时, ${{d}_{\text{ph}-\text{MC}}}$法在多数情况下表现优于参数类诊断模型。(2)当MC测验中题目参数存在较大差异时, ${{d}_{ph-MC}}$法的表现最优。(3)实证研究中非参数方法和参数类模型的分类一致性程度较高, ${{d}_{\text{ph}-\text{MC}}}$距离法估计得到的考生属性总体掌握程度与总分相关最高。最后, 基于MC诊断测验的特点提出了若干研究方向。     

一种简单有效的Q矩阵估计方法开发：基于非参数化方法视角

摘要：Q矩阵是认知诊断的基础,错误的Q矩阵会影响参数估计和被试诊断正确率,开发一种简单而有效的Q矩阵估计方法有助于Q矩阵的正确界定。相对于参数化的Q矩阵估计方法,本研究将海明距离（Hamming Distance,HD）用于Q矩阵估计,开发出一种简单有效的非参数化的Q矩阵估计方法。采用Monte Carlo模拟方法与实证研究相结合的研究范式,对该方法的科学性与合理性及其效果进行研究,研究结果发现（1）基于海明距离的Q矩阵估计法具有较高的估计正确率,并且该方法不受被试样本容量影响。（2）该方法简单易懂,运算时间短,是一种简单而有效的Q矩阵估计方法。（3）新方法对于Tatsuka（1990）分数减法测验的Q矩阵的估计准确率尚可,说明新方法在实践中具有较好的潜在应用前景与应用价值。     

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。     

一种混合计分的非参数认知诊断方法：曼哈顿距离判别法

研究提出了一种简洁的适于混合计分的非参数认知诊断方法—曼哈顿距离判别法（MDD）,将HDD纳入MDD框架,通过模拟和实证研究考察了MDD的适宜性,结果表明：（1）MDD简单易解, 适于混合计分情境,0-1计分时,HDD是MDD的一个特例;（2）MDD的判准率较高,三种判别方法差异极小;（3）MDD具有非参数方法不受知识状态影响、对样本容量无依赖,与属性个数关系不大等特点;（4）MDD在实践中的应用效果较好,为CDA走向实践、走向课堂提供了可能。     

考虑题目选项信息的非参数认知诊断计算机自适应测验

选择题中的作答选项能提供额外诊断信息, 为充分利用选项信息, 研究提出认知诊断计算机自适应测验(CD-CAT)中两种处理选择题选项信息的非参数选题策略和变长终止规则。模拟研究的结果发现：(1)定长条件下两种非参数选题策略的分类准确性整体要高于参数选题策略; (2)两种非参数选题策略较参数选题策略具有更加均衡的题库使用情况; (3)非参数选题策略在两种新的变长终止规则下具有更高的分类准确率; (4)两种非参数选题策略均适用于选择题CD-CAT情境, 使用者可任选其一进行测验分析。     

一种非参数化的Q矩阵估计方法：ICC-IR方法开发

摘要：相对于参数化的方法,本研究根据题目测量模式关系开发出ICC指标,并提出基于理想得分的ICC指标法进行Q矩阵估计。Monte Carlo模拟研究与实证研究发现（1）基于理想得分ICC指标法估计Q矩阵具有很好的效果,当属性个数越少、基础题个数越多,估计效果越好。（2）相对于以往方法——D2统计量的方法,ICC-IR法效果更好,并且是一种非参数化的方法,计算简单快捷。（3）实证数据分析表明,ICC-IR法估计的Q矩阵在模型拟合度上也优于D2统计量方法。     

Mix-DINA——基于混合分布的多策略认知诊断模型

个体在完成多种类型认知任务时普遍使用了多种策略,且不同策略解题难度存在差异。但常见的测量模型忽视了这一事实,研究基于混合分布项目反应模型开发了Mix-DINA模型。其主要优点是:(1)可同时报告被试的知识状态与策略使用倾向;(2)不同策略对应题目参数自由估计,使之更符合主流心理学观点。研究通过模拟数据验证了自编Mix-DINA模型估计程序分析各类多策略作答时的有效性,结果显示Mix-DINA模型在分析单策略作答时也具有一定的稳健性。最后讨论了研究的局限,对多策略认知诊断的进一步研究给出了建议。     

认知诊断CAT选题策略及初始题选取方法

计算机化认知诊断自适应测验(CD_CAT)是将认知诊断的基本理论、方法与计算机化自适应测验相结合的产物,是现代测量学发展的新领域。对于计算机化自适应测验（CAT）中的选题策略研究一直是国内外学者关注的问题,然而对于计算机化认知诊断自适应测验的选题策略研究却很少报导,而对于计算机化认知诊断自适应测验的初始题选取方法的研究却更少。本研究采用计算机模拟程序对HO-DINA模型下CD_CAT的五种选题策略及二种初始题选取方法进行研究。研究表明：不同初始题选取方法及选题策略均会影响对被试诊断的准确性及能力估计的精度;总体来看,对于二种初始题选取方法,本研究提出的“T阵法”优于传统的随机法;对于五种选题策略,SL_GDI法最优;初始题选取方法及选题策略的搭配中,“T阵法”和SL_GDI法的搭配最佳。     

可以兼顾策略、认知状态和能力的CD-CAT选题方法

当CD-CAT测验需要同时诊断被试的解题策略、认知状态并评估被试的宏观能力时,就需要在选题过程中兼顾这三个测量目标。用两种不同方式将多策略香农熵(MSSHE)指标与Fisher信息量相结合,提出多策略情境中的DWI指标MSDWI)选题法与“先用MSSHE后用Fisher信息量”的两步选题法。基于多策略RRUM模型(MS-RRUM),将这两种方法与随机选题法在不同属性数量条件下进行模拟比较,结果表明：当属性数量为4个或6个时,两步选题法在策略判准率、认知状态判准率和能力估计三个方面都有最佳的效果。     

一种基于Q矩阵理论朴素的认知诊断方法

现有的认知诊断方法均是在复杂的统计测量学知识基础上构建的, 需要经过大量的运算才可实现对被试的诊断分类。这使得相关研究者及一线教师在理解和运用某一认知诊断方法时困难重重。相比之下, 孙佳楠、张淑梅、辛涛和包钰(2011)提出的广义距离判别法(GDD)较其他认知诊断方法更简单易用且分类准确率高。本研究在改进的Q矩阵理论(丁树良, 祝玉芳, 林海菁, 蔡艳, 2009; 丁树良, 杨淑群, 汪文义, 2010)的基础上, 借鉴GDD的思路, 提出一种无需进行参数估计的朴素的认知诊断方法, 即海明距离判别法(HDD)。根据判别方式的不同将其分为R方法和B方法。采用Monte Carlo模拟的研究方法, 以模式判准率(PMR)和属性平均判准率(AAMR)作为衡量被试知识状态分类准确率的指标, 与GDD进行比较。结果表明, HDD具有更简便的操作步骤和更好的分类准确率。     

中学生图形推理认知特征诊断

在前人的研究基础上进行口语报告分析,形成图形推理的认知成分模型。引进多策略多成分潜在特质模型（MLTM for MS）将图形推理的认知成分模型与心理测量模型加以整合,对235名中学生图形推理认知特征进行诊断。结果发现：（1）图形推理总能力相同的被试,各成分对应能力即视知觉识别能力、规则构建能力、规则应用能力不一定相同。（2）被试使用知觉分析策略和分析策略的正确作答概率较高,而使用猜测策略的正确作答概率较低。     

基于认知诊断的被试类比推理测验行为分析

本文在构建被试解题路径模型的基础上,应用多策略多成分潜在特质模型研究被试类比推理测验的行为,精细地分析了被试在类比推理过程中所使用的策略、分析了影响被试类比推理测验策略选择的因素、估计了被试在类比推理测验中所表现的各种能力.     

重参数化的多分属性诊断分类模型及其判准率影响因素

多分属性比传统的二分属性提供更多更详细的诊断反馈信息, 符合对知识技能的多水平要求, 具有较好的应用前景。本文首先介绍了多分属性和多分Q矩阵的概念; 之后重参数化了3个分别满足连接、分离和补偿缩合规则的多分属性诊断分类模型并研究了其判准率影响因素, 结果发现它们的判准率(1)均随多分属性数量的增加而降低, 建议实际使用中不宜高于5个; (2)均随多分属性的最高水平数增加而降低, 建议实际使用中不宜高于4水平; (3)均随多分属性间统计相关性增加而增加, 但影响不大; (4)受多分属性层级结构的影响较大; (4)受被试量影响不大; (5)均随题目数量增加而增加且影响较大。最后, 针对“多分属性与多级评分的关系”和“多分属性与二分属性之间的关系”这两个问题进行了讨论。以期为实证研究者提供相关的理论支持和使用建议。     

纵向汉明距离判别法：对潜在属性的发展追踪

研究通过在纵向诊断数据分析中引入计算简单、耗时少的汉明距离判别法(HDD),提出了纵向HDD (Long-HDD)。与HDD相比,Long-HDD额外使用汉明距离刻画个体在相邻时间点上对属性掌握的相依性,以利用前一时间点信息提高当前时间点的分类准确性。三个模拟研究的结果主要表明：在分析纵向诊断数据时,与参数化模型相比,Long-HDD的分类准确性几乎不受样本量影响,在样本量较小时表现更优;且其计算耗时更少,更有利于提供及时性诊断反馈。实证研究结果表明Long-HDD可用于分析实践测评数据,且其追踪诊断结果与参数化模型的存在一致性。     

诊断认知策略的几何类比推理测验题的特征及其编制研究

该文在新一代测验理论的视角下,以几何类比推理测验为研究对象,以认知策略的诊断为目的,研究更能引发被试的规则构建策略或选项剔除策略的项目的特征。研究结果表明,项目中元素数量是影响被试使用规则构建策略或选项剔除策略的关键因素,元素数量越多时越倾向于用规则构建策略,而元素数量越少时倾向于用选项剔除策略。研究结果可直接用于测验设计,使得测验能更多在某一策略的框假下分析描述被试特征。     

认知诊断计算机化自适应测验的选题策略

随着认知诊断计算机化自适应测验(cognitive diagnostic computerized adaptive testing, CD-CAT)理论与实践的发展, 兼顾知识状态与能力的双目标CD-CAT逐渐受到重视。选题策略是CAT的核心, 通过梳理传统CD-CAT和双目标CD-CAT选题策略的研究, 并对它们的特点、关系及表现进行介绍和评析。最后, 基于认知诊断模型与CAT实践发展指出未来应加强一般化认知模型、复杂测验条件认知诊断模型下选题策略的研究; 应开发双目标诊断测验的项目和测验特征指标; 还应加强非参数选题方法和CD-CAT的实践应用研究。     

认知诊断中多分属性与二分属性的对比研究

摘 要：Karelitz（2004）和詹沛达等（2016）认为1个多分属性内部(Lk+1)个水平的关系相当于Lk个部分满足线型层级关系的二分属性。本研究的目的是通过比较多分属性模型和二分属性模型的判准率,从而验证多分属性和二分属性间是否存在以上关系。结果表明：当属性个数较少时,两个模型的模式判准率相当,随着属性个数增加,多分属性模型的模式判准率高于二分属性模型的模式判准率。结论：在一定程度上,多分属性和二分属性之间确实存在以上关系,但两者并非完全等价,二者间的差异随着属性个数增加更加明显。     

基于CD-CAT的多策略RRUM模型及其选题方法开发

在有多种解题策略的认知诊断问题情境中, 用每个Q矩阵表示一种解题策略, 由此将单策略认知诊断RRUM模型拓广为多策略RRUM模型(MS-RRUM)。随后, 在应用MS-RRUM模型的CD-CAT中开发了适用于多策略情境的MAP参数估计法和多策略香农熵(MSSHE)选题法。将MSSHE选题法与随机选题法分别在不同属性数量、不同测验长度下进行比较, 结果发现前者对被试的策略和认知状态判准率都显著优于后者, 而且都很理想。这样就顺利实现了在CD-CAT做策略诊断的目标。