具有认知诊断功能的数量推理项目自动生成器编制的理论与实践研究 ——以小学数学行程问题为例

论文摘要

本研究的目的是利用项目生成技术编制一个数量推理项目的自动生成器,这种项目生成器在前人认知设计系统方法和利用模板生成项目基础上加以改进,使其可以自动生成多种不同难度的项目类型;该项目生成器不仅仅能够实现功能上的项目生成,而且因为对数量推理项目的认知过程与影响因素进行了分析,并且建立了数量推理项目的认知特征模型,因此生成的测验项目具有初步的认知诊断功能。文献综述部分详细介绍了项目生成技术的研究过程、各种方法、发展阶段,突出了该技术作为新一代的心理测量技术所具有的理论与实践意义。数量推理是以数量关系为内容的推理过程,一般使用代数推理测验来考查数量推理能力;其心理加工过程分为:问题翻译、问题理解、数学加工、计划监控与问题执行5个阶段;文中还详细阐述了数量推理的解决策略与项目刺激特征。传统智力测验所得的总分,只能揭示被试在能力坐标上所处的大致地位,无法了解个体内在的微观层次的认知结构。建立在认知心理学与心理测量学两大学科基础之上的认知诊断,有助于满足人们想要详细了解被试认知特点的需要。不同的认知诊断测验需要依赖不同的心理测量模型来进行分析,本研究采用LLTM模型来建立数量推理项目的认知特征模型。本研究采用数值类型、两车行驶方向、问题类型、项目隐含条件数量这四个因素作为数量推理的项目刺激特征,每个因素下面又分为不同的水平;用实验设计的方式一共产生了20道项目,施测于小学六年级被试,利用得到的项目难度对每个刺激特征做回归,最终得到回归方程的决定系数为.848,“同向”、“未知数”与“隐含条件数量”这三个因素在.01的水平上显著。项目的基本结构从理论上可以分为:固定内容、可选择且影响难度的内容、随机设定但不影响难度的内容这三部分。使用VB程序建立起项目生成器。完成后的项目生成器不仅可以按照“指定条件”的方式生成项目,而且还可以通过“指定难度”来生成项目。用项目生成器产生的项目其难度预测水平和项目信度分别为.850和.916;项目生成器具有初步的认知诊断功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一部分：文献综述
• 1 项目生成技术（ITEM GENERATION）研究
• 1.1 项目生成的过程及特点
• 1.2 项目生成方法及应用
• 1.2.1 Embretson提出的认知设计系统方法
• 1.2.2 Ian Dennis提出的项目生成方法1
• 1.2.3 Ian Dennis 提出的项目生成方法2
• 1.3 项目生成能力的三种水平
• 1.4 项目生成技术的意义
• 1.5 项目生成技术在国外的发展
• 1.5.1 诞生和初步发展阶段（20 世纪60 年代到90 年代）
• 1.5.2 成熟发展阶段（20 世纪90 年代至今）
• 1.6 运用项目生成技术的难点
• 2 数量推理能力研究
• 2.1 数量推理项目与行程问题应用题
• 2.2 数量推理的心理加工过程
• 2.3 数量推理的解决策略及其影响因素
• 2.4 数量推理的项目刺激特征
• 2.4.1 Mary Enright 等人的研究（2002）
• 2.4.2 Martin Arendasy 等人的研究（2006）
• 3 认知诊断研究
• 3.1 传统智力测验的方法与局限
• 3.2 认知诊断的两大基础及特点
• 3.3 线性逻辑斯谛克特质模型（LLTM）
• 第二部分：实证研究
• 1 研究课题的提出
• 1.1 研究目的
• 1.2 实现具有认知诊断功能数量推理项目生成器的必要性
• 1.2.1 项目生成技术的优势
• 1.2.2 认知诊断测验的重要性
• 1.2.3 数量推理测验的认知特征模型值得研究
• 2 数量推理项目认知特征模型的研究
• 2.1 研究的流程
• 2.2 研究的具体过程
• 2.2.1 项目刺激特征的认定
• 2.2.2 研究项目的收集与编制
• 2.2.3 被试的构成
• 2.2.4 测验过程
• 2.2.5 评分和整理数据
• 2.2.6 数据处理
• 3 建立数量推理测验项目难度的认知特征模型
• 3.1 项目难度与其刺激特征的对应关系
• 3.2 建立难度对各刺激特征的回归方程
• 3.2.1 类型变量的设置问题
• 3.2.2 建立含有类型变量的回归方程的具体过程
• 4 数量推理项目在线生成器的实现
• 4.1 基本项目结构
• 4.1.1 固定内容
• 4.1.2 可选择且影响难度的内容
• 4.1.3 随机设定但不影响难度的内容
• 4.2 项目生成器编制过程
• 4.2.1 指定条件生成项目
• 4.2.2 指定难度生成项目
• 4.3 项目生成器的使用方法
• 4.3.1 “指定条件”功能的使用方法
• 4.3.2 “指定难度”功能的使用方法
• 5 所编项目生成器的性能检验
• 5.1 项目生成器性能检验的准备工作
• 5.1.1 试卷的准备
• 5.1.2 被试的选择
• 5.1.3 施测过程与数据整理
• 5.2 生成项目信度检验
• 5.3 生成项目难度预测的准确性检验
• 5.4 利用生成器实现初步认知诊断功能
• 6 总结与展望
• 6.1 本研究的特点
• 6.2 根据本研究的结果，可以得到如下结论
• 6.3 研究的局限与未来研究的展望
• 参考文献
• 附录
• 后记