新一代教育測量理論的研究現狀

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( 1.山西師范大學 教育科學研究院，山西 臨汾 041000，2.南京航空航天大學 繼續教育學院，江蘇 南京 210016)

隨著教育改革的不斷發展，對教育質量評價要求越來越高，傳統測驗主要從宏觀層面以被試的考試結果作為評價學生的方式，這種傳統的考試結果只能判斷學生成績的高低和學習的優劣，但是這種傳統的測量手段已經不能滿足發展中的教育需求，它忽視了從微觀方面對學生的認知加工過程以及對知識內部認知結構進行評價。當今，在要求因材施教的教學方式的背景下，對學生具體學業認知的掌握情況需求的增加，促使了認知診斷理論的產生，它彌補了傳統測量的不足。認知診斷對教育教學評價起到了一定的積極作用。

一、認知診斷含義

認知診斷理論是教育發展至一定階段的產物，關于認知診斷的含義國內外研究者沒有給出具體的定義，Leighton和Gierl認為認知診斷就是用于測量個體知識結構和加工技能。他們提出的認知診斷主要測量的是知識結構和加工技能兩個方面。然而，測量學以及Yang和Embretson將認知過程加入到認知診斷測量的內容中，因此，測量學將認知診斷定義為人們通常把對個體認知過程、技工技能或知識結構的診斷評估稱為認知診斷。Yang和Enbretson認為心理或教育中的認知診斷至少應該測量三方面的認知特性：一是特定的認知領域較重要的技能或知識；二是知識結構；三是認知過程。

隨著認知診斷理論在實踐中的不斷豐富和相關研究的逐步深化，人們開始了解這個新的理論，其概念內涵也在不段發展豐富。雖然目前認知診斷尚無統一定義，但是研究者們對認知診斷的含義充分考慮了測量在研究中的目的，他們選擇了站在自己的立場視角來認識認知診斷的含義，通過他們定義的紛繁復雜，發現了他們之間的共同基礎，那就是都把認知診斷看作是一種對學生內部認知結構進行測量的方法，由于每個研究者的目的不同，因此定義的具體角度方式也不同。

對于認知診斷的定義也在不斷地完善和拓展，雖然每個研究者的表述不盡相同，但是認知診斷核心內容主要是通過測驗對被試的認知技能、認知結構以及認知過程進行測量。

二、認知屬性確定

認知屬性在認知診斷測驗中起著關鍵的作用，Leighton，Gierl和Hunka對于認知屬性的界定相對比較全面，認知屬性理論上是指主體頭腦中所儲存的知識、隱性的認知過程以及潛在的認知技能和策略。[1]認知屬性在實踐中表現為學生在完成學科測驗呈現出來的認知狀態、知識結構和技能策略。

在認知診斷過程中，認知屬性起著重要的基礎作用，因此對于學科知識的認知屬性的確定是認知診斷研究的基礎。通過閱讀文獻發現研究者確定認知屬性的方式有以下幾種：1.專家商定法，在文獻中很多研究者普遍會使用與一線教師或學科專家商討的方法來確定認知屬性。這種方法主要依據于專家教師的經驗，這種方法相對于其他方法來說是比較快捷的，但是這種經驗確定的認知屬性往往帶有個人主觀意志，同時這種經驗標定的認知屬性的科學性和完備性缺乏保證。[2]2.從理論技術角度，喻曉峰、羅照盛[3]等人提出采用認知診斷理論和技術，通過數據推導得到認知屬性和屬性先后邏輯關系，經過推導得到的結果與專家界定之間有一定的差異，并且提出了這個差異會影響到對被試的屬性掌握模式分類；通過得到的項目屬性和屬性層級關系的方法對于測驗的分析與編制可以提供很好的參考作用，并且可以與專家商定的方法相互補充。3.從具體實踐研究的角度，專家商定的方法是從專家角度出發，但是最終的實踐對象是學生。但是專家和學生對知識認知和應用是不同的，因此，從學生角度考慮確定認知屬性也是很重要的。Tatsuoka提出從學生的角度提出了口語報告法。該方法能夠彌補專家與學生在認知上的差異，可以更科學地確定認知屬性。但是，口語報告法在實踐中會出現費時費力還得不到確定的效果。4.在心理學理論基礎上，高磊，衷克定基于文獻法對認知屬性進行理論分析探索認知屬性標定的理論依據，確定以信息加工理論以及布魯姆目標分類學為理論技術，從學生問題出發標定了認知屬性的框架，在對認知屬性內容進行探討的基礎上，提出認知屬性標定的結構性框架。通過小學數學測試題對認知屬性標定進行實證研究。經過實證檢驗其框架是可行的，但是其標定認知屬性的方法沒有推廣到廣泛的實踐研究中。5.任務分析法，也有學者提出了利用任務分析法確定認知屬性，但是對于利用任務分析法對認知屬性進行分析的研究者還比較少。但是將任務分析法運用在教學中的研究也取得了很大的成果。范士青就是采用任務分析的方法歸納出加減法運算的屬性及其層級結構并以此編制測驗，研究發現建立的認知屬性是切實可行的。這種方法主要是建立在教材的基礎上，分析教學的目標，確定學生的學習結果。[4]在確定認知屬性的過程中采用專家確定方法的比較多，因為這個方法是最便捷省時省力的方法，也啟發研究者可以采用其他的方法來確定認知屬性。它把復雜的問題分為簡單的步驟，簡化復雜的問題，按照深入、漸進的層次，也方便接受學生的學習能力，可以提高學生的學習水平。大多數專家在確定認知屬性方法中，更多的利用它，是因為它最省時快捷，可幫助研究者使用其他方法來確定認知屬性。

三、認知診斷模型

認知診斷理論是將認知心理學與統計測量學結合起來的產物，其主要是將實踐依托于認知診斷模型，對個體認知的具體信息的優劣進行診斷評估，以促進個體認知能力得到更好的發展。認知診斷評估是新一代測量理論的佼佼者，并成為當前國際上心理測量發展的前沿領域。認知診斷能夠提供更為深入、豐富的診斷信息而深受國內外研究者的認可和關注。

認知診斷評估的實現離不開特定的計量模型——認知診斷模型。認知診斷模型充分地融入了認知變量的認知診斷統計模型，它是認知診斷評估的核心技術環節，認知診斷模型的好壞直接決定認知診斷模型的識別精度和認知診斷評估的有效性。國內外學者對這一領域的研究取得了豐富的成果，隨著教育的不斷發展，研究者對于認知診斷模型的研究也不斷深入，不斷地改良模型，創建新的模型，開發了60 多種認知診斷模型。[5]也為實踐研究者提供了更加完備的理論基礎，研究者主要從認知診斷理論模型自身進行細化研究。

(一)模型的特點

涂冬波，蔡妍，戴海崎和涂書青(2008)探討了LLTM模型、規則空間模型、統一模型、融合模型四種認知診斷模型的特征[6]；范士青梳理了常見的六種認知診斷模型，他提出了在教育測量的實踐中可以將幾個模型結合運用，從多維度、多方面分析學生題目反應和測驗結構可能是更為合理的抉擇。對于認知診斷模型的參數估計比較繁雜，需要專門的軟件來實現也是制約認知診斷評估推廣的重要因素之一[7]。涂冬波以屬性層級關系為切入點，研究了當前國際上常用的五種認知診斷模型的性能，它主要通過考查屬性的層級關系與認知模型之間的依賴關系，以及認知屬性界定的錯誤會對研究產生什么樣的影響[8]。這些研究者對模型的研究進一步的細化和深入，對于以后的研究提供了理論基礎。

(二)模型的選擇以及模型參數的處理

高旭亮(2017)對不同模型的計量學特征、模型假設以及模型在一定條件下可以實現數學公式轉換進行綜述性的討論，為研究者提供了更加完備的理論基礎[9]。這對于之后研究者對于模型的選擇以及模型數據的處理奠定了基礎。但在進行認知診斷的過程中，對于數據處理部分是比較難的，也是這部分的一個難點，研究者錢錦昕、余嘉元提出了利用模糊模式的方法對被試分類，經過實證研究表明該方法原理清楚、計算簡便，無需進行復雜的參數估計，在較小的樣本條件下可以使用。[10]這對于教師教學提供了一種更簡潔快速的方法。而且該研究還有一定的局限性，只是對于某種屬性的結構的研究，研究沒有普遍性。蔡艷基于群體水平評估的角度開發了一個新的認知診斷模型，經過檢驗開發的模型有更好的解釋并對被試的認知水平進行了分析，提供的信息更具有參考意義，對于如何利用群體診斷信息促進班集體的教學將是今后研究的主要內容。這個新的群體水平給認知診斷理論還需要進一步的完善和發展[11]。

(三)模型與測驗項目的擬合

模型與測驗項目的擬合數據很少有人研究，因此在此基礎上，宋麗紅(2016)認為認知診斷模型能否擬合測驗數據直接決定診斷結果的準確性。從認知測驗下模型——資料擬合檢驗角度出發，將模擬擬合指標與項目擬合指標應用與認知診斷模型——資料擬合檢驗。他還提出了認知診斷模型的選擇還需要結合模型的復雜性與解釋性以及診斷目的能否充分實現等因素。但是該文章只是考慮了整體擬合指標，對于被試的擬合指標以及基于原始分數的項目指標有待進一步探討和比較，以及在實踐中將是如何應用也有質疑。[12]余娜和辛濤認為診斷理論的研究不僅需要圍繞診斷模型的提出、模型診斷性能的評估、模型診斷結果的報告三個方面，還需要對模型的外在效度、模型的群體診斷結果、模型的選擇與比較、多分項目的診斷模型等方面也需要探索。[13]

雖然這些理論應用在實踐中具有一定的成效，但是還需要更多的研究對理論進行驗證。研究者對于認知診斷模型的研究不斷的深入，對于認知診斷模型也不斷的細致化，豐富化，為實踐研究者提供了更為具體的理論基礎。在數據處理上一些非參數性的模型有比較復雜的數理公式，計算過程過于復雜，實施比較困難。因此研究者就在此基礎上發展了一些相對簡單的模型，如DINA模型。但是，如何將其在實踐中不斷的推廣以及簡化認知診斷模型在實踐中的數據處理方式還需要進一步研究。對于認知診斷模型與測驗數據的擬合性以及在未來的研究可不可以進一步考慮同一測驗采用多個認知診斷模型進行數據分析也需要進行深入思考分析，使分析的數據更為具體，詳細，信效度更高。

在這些研究的基礎上，讓研究者對認知診斷模型有了概括的認知，為研究者的實踐提供了充分的理論基礎。但是這些關于認知診斷模型能夠很好地運用到實踐中還需要考慮更多全面分析，如數據處理方式簡化并可推廣、適用的群體的廣泛性。

四、理論展望

認知診斷理論作為新一代的測驗理論，在發展的過程中既是一種改變也是一種挑戰，在實踐過程中會遇到困惑，也只有在困惑疑惑的基礎上才能為研究者的研究做出貢獻，為教育質量的提高提供方法和依據。但是隨著新一代測量理論在實踐中的應用也出現了以下的一些問題：

(一)測量的復雜性

認知診斷理論是一種測驗理論，為教育研究者的實踐提供基礎。在利用認知診斷的理論對實踐進行測驗，會面臨測量數據的處理、測驗的前期所需要的準備以及所需要的人力物力都是比較復雜龐大的。這個理論對研究者的專業素養要求比較高，現在還有很多模型的計算都還沒有開發出來，這對于研究者是一種極大的挑戰，一種測驗理論能夠普遍地應用于實踐，還需要理論得到進一步地推廣和發展。

(二)理論難度大

雖然這種新型的理論已經發展了十多年，但是大多數研究者對于這種理論的研究還不了解并且不認同。很多研究者認為這個理論很難，不愿意去探究學習，此外這種理論推廣沒有讓更多的研究應用于實踐，所以造成了懂得該測驗理論的研究者研究越來越深，其他研究者還止步不前，這對于認知診斷理論的發展和推廣帶來了阻礙，因此研究者在開發模型和處理數據的過程中可以簡化數據處理的難度，有利于理論廣泛地用于其他科學領域的研究和發展。

(三)認知診斷理論與計算機技術結合展望

在認知診斷理論發展過程中，研究者將計算機技術應用于認知診斷的理論中，研究者們開始利用認知診斷的技術對計算機選題的編制等問題不斷地改進，使認知診斷理論不斷地完善和發展。但是如何將計算機理論和認知診斷理論完美地結合對于研究者還是有挑戰的。現在很多研究者開始將計算機技術應用到了認知診斷的相關研究中，由此看出，隨著認知診斷以及科學的飛躍發展，將計算機技術應用在認知診斷理論，或者利用認知診斷的技術對計算機選題的編制等問題不斷地改進，使理論不斷地完善和發展。

參考文獻：

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