認知診斷理論在高職學生英語閱讀理解中的應用研究*

陸偉峰 楊 奕

(蘇州工業園區服務外包職業學院人工智能學院，江蘇 蘇州 215123)

一、引言

英語閱讀理解是英語學習的重要組成部分。傳統的英語閱讀評價采用簡答的終結性評價的方式，確定學生的英語閱讀在班級中的水平。這種宏觀層次的評價難以深入了解學生內部的心理加工過程，無法為教學提供豐富細致的診斷信息。

近年來，認知診斷理論開始應用于英語學習評價中[1-4]。與經典測驗理論和項目反應理論相比，認知診斷理論能提供學生的認知結構、認知加工過程等微觀方面的信息，便于為學生提供個性化的指導。但當前英語閱讀的認知診斷實證研究較少，且研究對象集中在本科和中學學生。

本文以高職學生為研究對象，在認知診斷理論指導下采用規則空間模型，對高職學生的英語閱讀進行認知診斷。從認知角度分析被試群體及個體的認知特點，為教師改進教學提供依據。

二、認知診斷理論與規則空間模型

(一)認知診斷理論

1993年Frederiksen[5]等創立了認知診斷(cognitive diagnostic)理論。認知診斷理論通過認知診斷模型，對個體認知過程、加工技能或知識結構進行診斷評估，用于測量個體特定的知識結構和加工技能。并根據測量結果進行個性化指導，或進行針對性的補救教學以促進教育發展。

認知診斷理論發展以來，心理測量學者相繼開發了多種認知診斷模型，如規則空間模型(Rule Space Model，RSM)、LLTM、DINA等。這些模型在TOEFL閱讀和聽力考試、PISA閱讀、化學等進行了成功應用。國內張玉美等使用G-DINA模型對八年級學生英語閱讀能力進行了診斷分析。蔡艷[1]等用 2007 年某省英語高考試卷中的閱讀理解部分，采用 AHM 方法探明目前高中學生在英語閱讀問題解決的認知特征及其所存在的問題。

(二)規則空間模型

規則空間模型(Rule Space Model，RSM)是Tatsuoka等開發的一種認知診斷模型，通過被試在測驗項目上的做答反應，將其轉化為與認知技能相聯系的某些認知屬性掌握模式。基本步驟如下：

1.根據Q矩陣理論依次確定測驗項目與屬性間的關系(即Q矩陣)、被試與屬性間的關系(理想掌握模式)和理想項目反應模式。

2.構建規則空間

(a)參數估計：根據1的結果計算每種理想掌握模式的一組序偶{(θ,ζ)}，其中θ和ζ是項目反應理論中被試的潛在能力變量和警戒指標：

(1)

(b)利用序偶{(θ,ζ)}構建規則空間：Tatsuoka把由θ和ζ構成的二維空間稱為規則空間。根據所有理想反應模式估計出的序偶點{(θ,ζ)}構成該空間的純規則點。

3.被試的判別分類

規則空間模型不僅能估計出被試的能力值，還可以確定被試所掌握的模式，具體指出被試在整體中處于何種水平，掌握了哪些屬性，據此進行有針對性的教學或者補救。

三、高職學生英語閱讀理解的認知診斷

本文以認知診斷理論為基礎，采用規則空間模型，對高職學生英語閱讀進行認知診斷。分析高職學生對英語閱讀認知屬性的總體掌握情況，并對各認知模式提出相應的教學改進建議。

(一)研究對象

本校計算機專業241名大二學生作為研究對象進行英語閱讀測試，回收有效問卷233份。

(二)研究工具

按照模型，使用Excel插件eirt 2.0估計試題參數和個人能力值。然后用MATLAB 2013a編寫RSM分析程序，輸出個體的診斷類型及各類型的分布情況和能力值區間。

(三)研究過程

組織3位專家根據高職英語的教學要求，最終確定要考察的5個英語閱讀認知屬性：理解關鍵詞語(A1)、直接提取信息(A2)、聯系多個信息(A3)、內容的整體把握(A4)和推測間接信息(A5)。

圖1 各閱讀認知屬性之間的關系

編寫調查問卷，共10題，每個屬性均測試至少3次。屬性與題目之間的關系如表1所示。

表1 各屬性與涉及的題目

根據規則空間模型確定有12種理想掌握模式，使用Matlab分析后得到9種有效模式，每種掌握模式的人數及其所占百分比如表2，并由此算出各屬性的掌握概率(表3)。

表2 掌握模式及人數分布

表3 各個屬性的掌握概率

(四)研究結果分析

由掌握模式及各個屬性的掌握概率得到：

1.學生對直接、聯系簡單的信息掌握較好。總體上屬性A1、A2、A3的掌握概率較高，即學生對直接的信息提取和簡單聯系掌握較好，而對間接推測信息和總體把握信息掌握較差，缺乏對文章內容的深刻理解。

2.學生的掌握模式主要集中在前5種(占總體的81.11%)，在采取補救措施時應該集中針對于這5種，特別是前2種掌握模式的學生，可以解決大部分學生存在的問題。

3.不同的掌握模式，可以采取不同的補救措施。例如對具有掌握模式1的學生，可以按照圖1的前后關系強化屬性A3、A4和A5的補救。對具有掌握模式6的學生，可以按照圖1的前后關系強化屬性A1、A2和A5的補救。

四、結論與展望

本文采用認知診斷理論中的規則空間模型，采用調查問卷，對高職學生的英語閱讀理解進行了認知診斷。根據規則空間模型，使用編程計算分析得到高職學生英語閱讀認知診斷的掌握模式，確定高職學生對于直接提取信息、理解關鍵詞等屬性上掌握較好，但是在內容的整體把握和推測間接信息兩個屬性上掌握較差。據此提出了對教學的改進建議。