基于项目反应理论的计算机自适应考试系统的研究

论文摘要

近年来,项目反应理论是心理与教育测量非常活跃的研究领域,正迅速成为主要的测量理论之一。项目反应理论是在批评经典测量理论的局限性的基础上发展起来的,随着统计方法的完善和计算机的普及,项目反应理论很快被应用于各类大规模考试和计算机辅助测验。本文首先介绍了项目反应理论和自适应测试的现状,分析了项目反应理论目前没有广泛使用的原因,系统地讨论了项目反应模型及模型中各参数对考试质量的影响。详细介绍了项目反应理论在计算机自适应考试系统中的应用,具体研究了自适应考试关键过程使用的不同的方法,并对各种不同方法进行分析、比较。其次,研究了计算机自适应考试系统中题库容量对测试效果的影响。设定三个不同题库容量,通过对不同题库容量的模拟实验,在题库的规模和实用性上找到最佳结合点,使得测试能够正确地完成而题库的量又尽量的少。再次,基于实践分析了现有无纸化考试系统中试题难度的处理办法,针对专家经验确定法和项目反应理论确定法的局限性,将专家经验确定法和项目反应理论确定法相结合,设计出一种简明、实用的试题难度确定的方法。这种方法能较好地控制试题难度,提高考试的公平合理性。通过对试题难度的分析,可提高教学和培训质量。最后,基于项目反应理论,设计了一个自适应考试系统。根据各种题型的不同特点,选用不同的模型完成自适应考试。重点构造了具有认知诊断功能的计算机化自适应测验,提出了先认知诊断后估计能力的不同于传统自适应测验的选题策略,根据不同的阶段选择不同的选题策略。这样改变了传统的使用被测试过的所有项目来估计能力的方法,去除了部分对能力估计“有害”的项目,提高了能力估计精度。本文采用蒙特卡罗模拟方法针对三种不同的属性结构进行自适应测验实验,结果证明,该系统在知识状态的诊断和能力水平估计两方面都得到了较为满意的结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 项目反应理论的研究现状
• 1.2.2 计算机测试现状分析
• 1.2.3 自适应测试系统现状
• 1.3 本课题的主要工作
• 1.4 论文结构
• 第2章 项目反应理论（IRT）
• 2.1 经典测试理论的不足和项目反应理论的优点
• 2.2 项目反应理论的基本概念
• 2.3 项目反应模型
• 2.4 能力参数和项目参数估计
• 2.5 信息函数
• 2.6 测验信息函数
• 2.7 小结
• 第3章 IRT 在计算机自适应考试中的应用
• 3.1 CAT 的施测过程
• 3.1.1 初始能力参数
• 3.1.2 参数估计
• 3.1.3 选题策略
• 3.1.4 终止规则
• 3.2 题库建设
• 3.2.1 题库建设的步骤
• 3.2.2 试题参数确定
• 3.3 小结
• 第4章 自适应考试系统设计
• 4.1 自适应考试系统的需求分析
• 4.1.1 用户基本信息管理的需求分析
• 4.1.2 题库管理的需求分析
• 4.1.3 考试管理的需求分析
• 4.2 自适应考试系统的功能分析
• 4.2.1 考试中心子系统
• 4.2.2 考点子系统
• 4.3 基于三层模型的自适应考试系统设计
• 4.4 小结
• 第5章 自适应考试系统关键技术的实现
• 5.1 蒙特卡罗模拟方法介绍
• 5.2 建立题库
• 5.2.1 题库建立的方法
• 5.2.2 题库容量的仿真研究
• 5.3 试题难度确定方法
• 5.3.1 试题难度确定
• 5.3.2 应用分析
• 5.4 能力参数估计方法实现
• 5.5 选题方法实现
• 5.6 模拟与分析
• 5.7 认知诊断方法
• 5.7.1 认知诊断功能的设计
• 5.7.2 实验及结论
• 5.8 小结
• 总结
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读硕士期间发表的论文和参与研究项目