首頁 計算機化自適應測驗:理論與方法

第三節 認知診斷計算機化自適應測驗中的核心技術與算法

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CD-CAT剛剛興起,它還有一些技術問題尚未得到很好的解決,這嚴重影響了它的實際運用。本節將對其中最具有代表性的技術問題進行介紹。

一、CD-CAT的選題方法

與基於IRT的CAT一樣,在CD-CAT裏也要考慮選題方法問題。選題方法關係到所選題目是否真的“適配”被試當前的認知狀態和能力,以及“適配”的“程度”,進而關係到測試效率。如果選出的題不“適配”被試,那麽錯誤診斷的概率就會增大,而診斷評估的準確性將降低;或者,為了保證診斷評估的準確性,就需要使用更多的試題進行測試,而測試效率就降低了。隻有每次都選出最適配於被試認知狀態和能力的題目,才能用最少的題目、最少的時間達到預定的診斷精度,才能充分發揮CD-CAT的高效、快速的特點。開發CD-CAT的選題技術,首先可以借鑒傳統CAT的選題技術研究,將其推廣到CD-CAT(毛秀珍,辛濤,2011)。但是,傳統CAT選題的自適應體現在對被試總體水平(或能力)的自適應,是一種對單維連續特質的自適應,而CD-CAT選題的自適應體現在對被試KS的自適應,這是一種對多維離散認知狀態診斷的自適應(塗冬波等,2013)。因此,CD-CAT的選題技術研究更富有挑戰性,且需從認知診斷本身的特點出發,開辟新的思路。

根據測量的目標,可以將CD-CAT選題分為“基於認知狀態的選題”和“兼顧認知狀態與能力的選題”兩大類。以下分別介紹這兩類選題的技術。

(一)基於認知狀態的選題

1.依據多維離散變量分布的信息量選題

隻考慮認知狀態的CD-CAT,是認知診斷與CAT兩種測驗在原理上的嫁接,將傳統CAT自適應化被試能力的目標嫁接到了被試認知狀態估計上。依據香農熵(Shannon Entropy,SHE)和Kullback-Leibler信息量(KL)的選題方法及其改進方法,在這類CD-CAT的選題研究中占據了重要地位。對於基於認知狀態的選題,Tatsuoka(2002)以及Tatsuoka和Ferguson(2003)率先開發了最小化被試認知狀態後驗分布的期望香農熵算法,隨後Xu和Douglas(2003)提出了最大化KL信息量算法。