多级评分认知诊断模型述评

认知诊断评估旨在探讨个体内部的知识掌握结构,并提供关于学生优缺点的详细诊断信息,以促进个体的全面发展。当前研究者已开发了大量0-1评分的认知诊断模型,但对于多级评分认知诊断模型的研究还比较少。本文对已有的多级评分认知诊断模型进行了归纳,介绍了模型的假设,计量特征以及适用范围,为实际应用者和研究者在多级评分认知诊断模型的比较和选用上提供借鉴和参考。最后,对未来关于多级评分诊断模型的研究方向进行了展望。     

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。     

多级评分项目的多维CAT选题策略开发

本研究开发了两种新的适用于多级评分项目的多维计算机化自适应测验（PMCAT）的选题策略——修正的连续熵（RCEM）和修正的后验期望KL信息（MKB）方法,并与以往PMCAT的选题策略进行了对比研究。Monte Carlo实验结果表明：两种新开发的选题策略比原方法估计精度更高,并且RCEM方法在所有选题策略中曝光率最低。新开发的选题策略具有较理想的估计精度和曝光控制效果,为PMCAT在实践中的应用提供了新的方法支持。     

融合反应时的多级评分IRT模型开发及其应用研究

当前大多数融合反应时的IRT模型仅适用于0-1评分数据资料,极大的限制了IRT反应时模型在实际中的应用。本文在传统的二级计分反应时IRT模型基础上,拟开发一种多级评分反应时模型。在层次建模框架下,分别采用拓广分部评分模型(GPCM)和对数正态模型构建融合反应时的多级评分IRT模型(本文记为JRT-GPCM),并采用全息贝叶斯MCMC算法实现新模型的参数估计。为验证新开发的JRT-GPCM模型的可行性及其在实践中的应用,本文开展了两项研究:研究1为模拟实验研究,研究2为新模型在大五人格-神经质分量表中的应用。研究1结果表明,JRT-GPCM模型的估计精度较高,且具有较好的稳健性。研究2表明,被试的潜在特质与作答速度具有一定的正相关,且本研究结果支持Ferrando和Lorenzo-Seva(2007)提出的“距离-困难度假设”,即当被试的潜在特质与项目的难度阈限距离越远,那么被试会花费更多的时间对项目进行作答。总之,本研究为拓展反应时信息在心理测量及教育中的应用提供新的方法支持。     

基于分部评分模型思路的多级评分认知诊断模型开发

基于分部评分模型的思路, 本文提出了一般化的分部评分认知诊断模型(General Partial Credit Diagnostic Model, GPCDM), 与国际上已有的基于分部评分模型思路的多级评分模型GDM (von Davier, 2008)和PC-DINA (de la Torre, 2012)相比, GPCDM的Q矩阵定义更加灵活, 项目参数的约束条件更少。Monte Carlo实验研究表明, GPCDM模型的参数估计精度指标RMSE介于[0.015, 0.043], 表明估计精度尚可; TIMSS (2007)实证数据应用研究表明, 与GDM和PC-DINA模型相比, GPCDM与该数据的拟合度更好, 并且使用GPCDM分析该数据的诊断效果也更优。总之, 本研究提供了一种约束条件更少、功能更为强大的多级评分认知诊断模型。     

一种广义的认知诊断Q矩阵修正新方法

本文提出了一种新的Q矩阵修正方法——两阶段法,该方法不仅适用于简化认知诊断模型,也适合于饱和的认知诊断模型,在实践应用中更具灵活性。模拟研究和实证研究表明：第一,两阶段方法整体上优于国际上知名的 法( de la Torre, et al., 2016);第二,两阶段方法受被试人数和Q矩阵的错误率影响较小,尤其在小样本时仍有相对理想的正确率;第三,实证数据研究表明,两阶段法修正后的Q矩阵与数据拟合更好,并且修正的Q矩阵能明显提高认知诊断测验的信度。     

多值评分CD-CAT的选题策略研究

认知诊断计算机化自适应测验（Cognitive diagnosis computerized adaptive testing, CD-CAT）为心理和教育评估测验的发展提供了新的视角。目前,关于CD-CAT的研究主要是基于二值评分的模型展开,但是,在实际应用领域,存在很多多值评分数据。高效的选题方法是CD-CAT程序成功的核心要素,本研究提出了两种新的多值评分CD-CAT(polytomous CDCAT, PCD-CAT)的选题方法,期望后验方差（expected posterior variance, EPV）和最大期望距离（maximum expected distance,MED）。通过模拟实验比较了EPV和MED在PCD-CAT的效果。实验结果表明,与传统的选题方法相比,EPV和MED具有更高的测验精度和测验效率。最后,通过一个PISA数据分析检验了PCD-CAT在实际应用中的效果及其优势。     

可修改答案的认知诊断计算机化自适应测验研究

允许修改答案的认知诊断计算机化自适应测验(Reviewable Cognitive Diagnostic Computerized Adaptive Testing,RCD-CAT),有利于更准确诊断被试的知识状态,题目口袋法(Item Pocket,IP)为被试提供了缓存作答并修改的机会,改进的题目口袋法(Modified IP,MIP)对IP内修改的题目重新计分。模拟研究比较了IP、MIP、stocking Ⅰ和stocking Ⅱ在RCD-CAT效果,结果发现:stocking设计的效果最优,其中stocking Ⅱ的效果略优于stocking Ⅰ,IP法和MIP法判准率要低于传统CD-CAT,stocking设计在RCD-CAT具有较好的应用前景。     

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。     

CD-CAT中基于SCAD惩罚和EM视角的在线标定方法开发——G-DINA模型

G-DINA(the generalized deterministic input, noisy and gate)模型限制条件少,应用范围广,满足大量心理与教育评估测验数据的要求。研究提出一种适用于G-DINA等模型的同时标定新题Q矩阵与项目参数的认知诊断计算机化自适应测验(CD-CAT)在线标定新方法 SCADOCM,以期促进CD-CAT在实践中的推广与应用。本研究分别基于模拟题库以及真实题库进行研究,结果表明：相比传统的SIE方法, SCADOCM在各实验条件下均具有较为理想的标定精度与标定效率,应用前景较好; SIE方法不适用于饱和的G-DINA等模型,其各实验条件下的Q矩阵标定精度均较低。