基于测验任务认知加工机制的认知诊断测验理论和模型研究

认知诊断测验是当前心理测量学领域的前沿和研究热点。然而，以复杂认知领域中测验任务认知加工机制为视角的认知诊断测验理论和模型尚有待研究。本课题旨在以测验项目的认知设计系统法为技术路线，系统研究基于问题解决过程的认知诊断测验的理论框架和应用模型。具体而言，本课题旨在通过认知任务分析、实验研究、计算机模拟、测量学分析和建模等研究方法，开展三个方面的研究：（1）认知诊断测验任务的认知加工机制、关键认知成分和任务特征的关系模型；（2）基于算法式任务特征变换的认知项目设计原理及代数应用题项目设计模板；（3）基于多成分潜在特质模型的认知诊断的理论原理、操作程序和应用模式。本课题的开展不仅有助于推动认知诊断测验理论和技术的研究进展，促进对个体在复杂认知领域问题解决过程的理解，而且有益于为各类测验的科学开发提供理论指导，提高心理干预、培训和教育的针对性。

近几十年来,认知诊断测验理论与技术成为国际心理与教育测量学中最为活跃的前沿领域和研究热点。本项目以代数应用题为具体任务类型，在系统分析和构建个体任务加工机制的基础上，试图实现测验项目的算法化设计与个体认知特征诊断分析的结合。具体来讲，本项目首先从任务结构分析和认知研究两方面揭示所测建构的内在表征，即个体在解决代数应用题过程中的认知过程或知识结构与相应任务特征。然后构建跨年级的解释性代数应用题测量尺度，考查不同认知变量对任务难度的预测情况，鉴别和筛选可用以进行项目设计的任务特征，形成项目设计的算法和项目结构。在此基础上，研究有效诊断个体认知特征的测量模型及应用模式。.项目在代数应用题认知加工模型基础上，构建了任务语义结构、情境结构、变量结构和解题路径的形式化表征方式，为系统鉴别和提取任务特征奠定了方法基础，提供了剖离认知复杂性来源及其影响的可能性。建立了包括近1400道题目的大型题库，首次从项目设计角度研究了不同形式化表征方式的领域适用性，形成了问题数学结构和情境结构的系统框架。用跨年级铆题组的BIBD设计方式收集了约9600人的测试数据，标定了纵贯2到8年级、包括10个关键任务特征的解释性代数应用题测量尺度，对典型代数应用题类型的解释率达到44%到65%。探索了以问题模板为起点和以问题情境结构为起点的的算法式项目设计路径。提出了一个新的认知诊断模型——用于认知诊断的多成分潜在特质模型（MLTM-D）。项目研究期间，共出版32万字理论专著1部，发表国际权威SSCI论文1篇，CSSCI论文2篇，国际会议论文3篇，学位论文8篇。尚有3篇英文论文和4篇中文论文在投稿和准备过程中。. 本项目的开展有助于推动认知诊断测验理论和技术的研究发展，促进认知项目设计和认知诊断技术的融合。此外，代数应用题既是中小学数学课程中的重要内容，也是心理或教育量表中用以测量个体量化推理能力的重要问题类型。本项目研究对人类认知、思维、学习和智能等领域的研究和测量也具有重要意义。