目前國(guó)內(nèi)外對(duì)具有認(rèn)知診斷功能的計(jì)算機(jī)化自適應(yīng)測(cè)驗(yàn)的研究比較缺乏。本文基于JAVA技術(shù)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)具有認(rèn)知診斷功能的計(jì)算機(jī)化自適應(yīng)測(cè)驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能根據(jù)學(xué)生對(duì)課程的掌握情況自動(dòng)選擇最適宜的試題讓學(xué)生回答；同時(shí)該系統(tǒng)還具有認(rèn)知診斷功能，能對(duì)學(xué)生答題情況進(jìn)行分析，了解學(xué)生知識(shí)缺陷，達(dá)到因材施教的目標(biāo)。通過(guò)實(shí)踐表明本系統(tǒng)能節(jié)省測(cè)試時(shí)間，達(dá)到教學(xué)診斷的目的。

【關(guān)鍵詞】認(rèn)知診斷 計(jì)算機(jī)化自適應(yīng)測(cè)驗(yàn) JAVA技術(shù)

1 引言

具有認(rèn)知診斷功能的計(jì)算機(jī)化自適應(yīng)測(cè)驗(yàn)（Cognitive diagnostic computerized adaptive testing，CD-CAT） 是一種基于認(rèn)知取向的新式教學(xué)測(cè)評(píng)方法。在傳統(tǒng)考試中，每個(gè)考生，不論其能力高低，都必須做隨機(jī)產(chǎn)生的一套完整試題，不能分辨學(xué)生的實(shí)際能力。計(jì)算機(jī)化自適應(yīng)測(cè)試能根據(jù)受試者在前一個(gè)題項(xiàng)中所表現(xiàn)出來(lái)的能力或潛在能力而有針對(duì)性地選擇出下一道題。這種測(cè)試方式能在盡可能短的時(shí)間內(nèi)更準(zhǔn)確客觀地反映考生的實(shí)際能力。認(rèn)知診斷理論是對(duì)學(xué)生考試情況進(jìn)行分析， 從而更有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生考試情況進(jìn)行分析對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)不足之處進(jìn)行補(bǔ)救，同時(shí)為教師開(kāi)展因材施教提供指導(dǎo)。具有認(rèn)知診斷功能的計(jì)算機(jī)化自適應(yīng)測(cè)驗(yàn)結(jié)合人工智能、認(rèn)知科學(xué)、教學(xué)研究及心理計(jì)量學(xué)而逐漸成為一個(gè)新的研究方向。

2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

目前對(duì)于具有認(rèn)知診斷功能的計(jì)算機(jī)自適應(yīng)測(cè)驗(yàn)的研究尚處于開(kāi)創(chuàng)性的階段，其研究重點(diǎn)更多地集中于理論研究，在實(shí)踐探索方面研究較少。Tatsuoka設(shè)計(jì)了一個(gè)基于規(guī)則空間模型的具有認(rèn)知診斷功能的計(jì)算機(jī)自適應(yīng)測(cè)驗(yàn)系統(tǒng)，但結(jié)果不夠理想；McGlohen結(jié)合Fusion模型和影子測(cè)驗(yàn)方法實(shí)現(xiàn)具有診斷功能的計(jì)算機(jī)自適應(yīng)測(cè)驗(yàn)，但其表現(xiàn)還有待考證。林海菁等采用圖的方法設(shè)計(jì)選題策略和對(duì)被試實(shí)施補(bǔ)救，但是該方法在實(shí)際知識(shí)領(lǐng)域中由于層級(jí)關(guān)系復(fù)雜，導(dǎo)致?tīng)顟B(tài)轉(zhuǎn)換圖過(guò)于龐大。楊淑群等采用概念格理論進(jìn)行選題和認(rèn)知診斷，但是屬性層次的構(gòu)造比較困難。

3 具有認(rèn)知診斷功能的計(jì)算機(jī)化自適應(yīng)測(cè)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)功能

本文采用JAVA技術(shù)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有認(rèn)知診斷功能的計(jì)算機(jī)化自適應(yīng)測(cè)驗(yàn)系統(tǒng)。本系統(tǒng)用戶包括管理員、學(xué)生和教師。

管理員登錄之后，可以進(jìn)行學(xué)生、教師用戶的管理，例如學(xué)生用戶的添加、刪除、修改，教師用戶的添加、刪除、修改等操作。

學(xué)生登錄之后，可以選擇自適應(yīng)測(cè)驗(yàn)或是認(rèn)知診斷。如果選擇自適應(yīng)測(cè)驗(yàn)?zāi)K，學(xué)生首先從章節(jié)表中選取待測(cè)試章節(jié)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)知識(shí)點(diǎn)隨機(jī)產(chǎn)生適宜學(xué)生能力的題目，確保在較短時(shí)間內(nèi)完成知識(shí)點(diǎn)的考查。如果選擇認(rèn)知診斷模塊，學(xué)生首先選擇測(cè)驗(yàn)編號(hào)，系統(tǒng)會(huì)展示該測(cè)驗(yàn)過(guò)程中每一題的知識(shí)點(diǎn)、難度、學(xué)生的答題情況及參考答案等內(nèi)容。

教師登錄之后，可以選擇題庫(kù)管理或是學(xué)生認(rèn)知診斷模塊。如果選擇題庫(kù)管理模塊，教師可以進(jìn)行章節(jié)、測(cè)驗(yàn)題干、答案、知識(shí)點(diǎn)、難度等題庫(kù)內(nèi)容的添加、刪除、修改等操作。如果選擇學(xué)生認(rèn)知診斷模塊，教師可以看到學(xué)生已提交的測(cè)驗(yàn)情況，從而了解每個(gè)學(xué)生對(duì)章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。

3.2 自適應(yīng)測(cè)驗(yàn)系統(tǒng)抽題算法

本文采用林海菁的知識(shí)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖進(jìn)行系統(tǒng)抽題。在測(cè)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，無(wú)學(xué)生的水平信息，所以從題庫(kù)中抽取第一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的一個(gè)中等難度水平的試題；如果學(xué)生能正確作答，則抽取下個(gè)知識(shí)點(diǎn)一個(gè)難度更高的試題；如果學(xué)生不能正確作答，則抽取目前知識(shí)點(diǎn)難度較低的一個(gè)試題；這樣不斷抽題，直到所有知識(shí)點(diǎn)考查結(jié)束。由于學(xué)生可能由于失誤而導(dǎo)致應(yīng)該答對(duì)的項(xiàng)目卻沒(méi)有答對(duì)，故本系統(tǒng)設(shè)置為學(xué)生答錯(cuò)以后還可選取該知識(shí)點(diǎn)的較低難度的項(xiàng)目再答，如果答對(duì)下個(gè)知識(shí)點(diǎn)再提高難度，這種方法能較準(zhǔn)確地判斷學(xué)生的真實(shí)能力。

4 總結(jié)

經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)本文方法能極大地提高學(xué)生知識(shí)水平的判準(zhǔn)率，但題庫(kù)的建設(shè)、知識(shí)結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)、選題策略、能力估計(jì)方法、測(cè)驗(yàn)終止規(guī)則等仍有許多問(wèn)題值得思考和改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

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[5]楊淑群，蔡聲鎮(zhèn)，丁樹(shù)良等.基于FCA 具有認(rèn)知診斷功能CAT 的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，40（5）：696-701.

作者簡(jiǎn)介

楊曉燕（1976-），女，福建省福州市人。碩士學(xué)位。高級(jí)工程師，現(xiàn)供職于閩江學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)系。

作者單位

閩江學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)系 福建省福州市 350002endprint