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。     

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。     

多维对数正态作答时间模型：对潜在加工速度多维性的探究

在心理与教育测量中, 潜在加工速度反映学生运用潜在能力解决问题的效率。为在多维测验中探究潜在加工速度的多维性并实现参数估计, 本研究提出多维对数正态作答时间模型。实证数据分析及模拟研究结果表明：(1)潜在加工速度具有与潜在能力相匹配的多维结构; (2)新模型可精确估计个体水平的多维潜在加工速度及与作答时间有关的题目参数; (3)冗余指定潜在加工速度具有多维性带来的负面影响低于忽略其多维性所带来的。     

引入眼动注视点的联合-交叉负载多模态认知诊断建模

多模态数据为实现对认知结构的精准诊断及其他认知特征(如, 认知风格)的全面反馈提供了可能性。为实现对题目作答精度、作答时间(RT)和视觉注视点数(FC)的联合分析, 本文基于联合-交叉负载建模法提出3个多模态认知诊断模型。实证研究及模拟研究结果表明: (1)联合分析比分离分析更适用于多模态数据; (2)新模型可直接利用RT和FC中信息提高潜在能力或潜在属性的估计准确性; (3)新模型的参数估计返真性较好; (4)忽略交叉负载所导致的负面结果比冗余考虑交叉负载所导致的更严重。     

基于过程数据的问题解决能力测量及数据分析方法

问题解决能力是指在没有明显解决方法的情况下个体从事认知加工以理解和解决问题情境的能力。对问题解决能力的测量需要借助相对更复杂、更真实、具有可交互性的问题情境来诱导问题解决行为的呈现。使用虚拟测评抓取问题解决的过程数据并分析其中所蕴含的潜在信息是当前心理计量学中测量问题解决能力的新趋势。首先, 回顾问题解决能力测量方式的发展：从纸笔测验到虚拟测评。然后, 总结对比两类过程数据的分析方法：统计建模法和数据挖掘法。最后, 从非认知因素的影响、多模态数据的利用、问题解决能力发展的测量、其他高阶思维能力的测量和问题解决能力概念及结构的界定五个方面展望未来可能的研究方向。     

重参数化多分属性DINA模型的多级评分拓广——基于等级反应模型

多分属性认知诊断模型（CDMs）比传统的二分属性CDMs提供更详细的诊断反馈信息,但现有大部分多分属性CDMs并不具备直接分析多级（或混合）评分数据的功能。本文基于等级反应模型对重参数化多分属性DINA模型进行多级评分拓广,开发一个可处理多级评分数据的等级反应多分属性DINA模型。首先通过实证数据分析呈现新模型的现实可应用性;然后通过模拟研究探究新模型的参数估计返真性。结果表明,新模型满足同时处理多分属性和多级评分数据的现实需求;且具备良好的心理计量学性能,但对测验质量有一定要求（e.g., 题目质量较高且测验Qp矩阵具有完备性等）。     

计算机化多维测验中作答时间和作答精度数据的联合分析

随着心理与教育测量研究的发展和科技的进步,计算机化(大规模)测验逐渐受到人们的关注。为探究在计算机化多维测验中如何利用作答时间数据来辅助评估多维潜在能力,以及为我国义务教育阶段教育质量监测提供数据分析方法上的理论支持。本研究以2012年和2015年国际学生能力评估(PISA)计算机化数学测验数据为例,提出了一种可同时利用作答时间和作答精度数据的联合作答与时间的多维Rasch模型。根据新模型对PISA数据的分析结果,表明引入作答时间数据,不仅有助于提高模型参数的估计精度,还有助于数据分析者利用被试的作答时间信息来做进一步的决策和干预(e.g., 对异常作答行为或预备知识的诊断)。     

一种基于多阶认知诊断模型测评科学素养的方法

科学素养是指作为一名有反思意识的公民所具有的解决科学问题和运用科学理念的能力。为实现在认知诊断中对科学素养的测评, 本文基于PISA 2015科学素养测评框架首次提出科学素养包含的三阶潜在结构, 使用新提出的多阶认知诊断模型对PISA 2015科学测评数据进行分析, 并通过模拟研究探究新模型的心理测量学性能。结果表明：(1)新模型能够较好地分析包含三阶潜在结构的科学素养; (2)科学知识对科学素养的影响最大, 科学背景次之, 科学能力的影响最小; (3)全贝叶斯MCMC算法能够为新模型提供较精准的参数估计。     

IRT框架下追踪数据的测量不变性分析——————以4至5岁儿童认知能力测验为例

本研究以4岁~5岁儿童认知能力测验为例,在IRT框架下探讨了如何进行追踪数据的测量不变性分析。分析模型采用项目间多维项目反应理论模型(between-item MIRT model)和项目内（within-item MIRT model）多维two-tier model,被试为来自全国的882名48个月的儿童,工具为自编4岁~5岁儿童认知能力测验。经测验水平 分析和项目水平分析,结果表明：(1)本文对追踪数据的测量不变性分析方法合理有效; (2)该测验在两个时间点上满足部分测量不变性要求,测验的潜在结构稳定; (3)“方位题”的区分度和难度参数都发生变化,另有4题难度参数出现浮动; (4)儿童在4岁~5岁期间认知能力总体呈快速发展趋势,能力增长显著。     

使用题组反应模型缓解局部题目依赖性对多阶段测验的危害

尽管多阶段测验(MST)在保持自适应测验优点的同时允许测验编制者按照一定的约束条件去建构每一个模块和题板,但建构测验时若因忽视某些潜在的因素而导致题目之间出现局部题目依赖性(LID)时,也会对MST测验结果带来一定的危害。为探究"LID对MST的危害"这一问题,本研究首先介绍了MST和LID等相关概念;然后通过模拟研究比较探讨该问题,结果表明LID的存在会影响被试能力估计的精度但仍为估计偏差较小,且该危害不限于某一特定的路由规则;之后为消除该危害,使用了题组反应模型作为MST施测过程中的分析模型,结果表明尽管该方法能够消除部分危害但效果有限。这一方面表明LID对MST中被试能力估计精度所带来的危害确实值得关注,另一方面也表明在今后关于如何消除MST中由LID造成危害的方法仍值得进一步探究的。