基于seq-GDINA模型的高中函数专题认知诊断研究.pdf

摘要

随着课程教学的改革与优化，新时代教育评价倡导建立科学的符合时代要求的教

育评价机制，充分利用人工智能和大数据技术，注重发挥教学评价的诊断、改进与激

励作用。认知诊断理论克服了传统测量以单一的分数来反映学生数学学习水平的局限，

既能从宏观层面测量学生的学习水平，又能从微观层面评估学生的内部知识结构，故

本研究通过梳理认知诊断的国内外发展现状，以认知诊断理论为指导，选择多级评分

的seq-GDINA模型对“函数专题”进行诊断研究，并基于诊断结果提出策略，进行补

救教学设计，最后验证了不同方式干预方案的补救效果。本文主要包括以下三个部分：

第一部分为seq-GDINA模型下认知诊断工具的编制，该部分根据课程标准的内容

要求、近三年高考题型特点和现有的资料文献，结合学科领域专家意见界定了函数专

题范围内的认知属性，构建了函数专题相对应的属性层级关系，并利用口语报告法和

统计分析法验证了属性层级关系的合理性。继而在认知诊断理论指导下编制了两份平

行试卷，通过检验测验指标进行了试题的优化。第二部分将试卷A用于函数专题的诊

断中，对208名高一被试实施了认知诊断测验，从被试总体、不同班级两个视角对项

目平均值、极值、各题目得分率、属性掌握模式分布、属性掌握概率等指标进行了测

量。同时对被试个体进行了分析，提供了被试的诊断报告，评估了被试需补救的知识

项目。通过综合分析确定了各班对函数专题亟待补救的属性信息，结果显示A班需补

救的内容为：幂函数图像，对数函数最值和应用，三角函数诱导公式、周期性和应用。

B班需补救的内容为：幂函数图像，对数函数单调性和应用，任意角与弧度制、三角

函数恒等变换和应用。C班需补救的内容为：幂函数单调性，对数运算，对数函数单调

性，三角函数恒等变换以及周期性。D班需补救的内容为：幂函数单调性，对数函数单

调性，任意角与弧度制、三角函数恒等变换、单调性、奇偶性及其应用。第三部分根

据诊断结果阐述了函数专题范围内的教学策略，并进行了班级补救教学设计，制定了

发放诊断报告、集体补救、个性化指导的干预方案，并将这三种干预方案应用于教学

实践中，验证了不同干预方案的效果。

综上所述本研究得到如下结论：(1)函数专题所界定的认知属性和层级关系是合理

可靠的。(2)基于seq-GDINA模型的认知诊断测验质量较高。(3)被试得分与其所具备

的属性掌握模式无关。(4)基于seq-GDINA模型的认知诊断能够详细评估学生的函数专

题认知水平。(5)基于认知诊断结果能够进行补救教学设计，制定精准有效的干预措施。

(6)加入个性化指导的干预措施具有更好的补救效果。

关键词：认知诊断；seq-GDINA模型；函数专题；补救教学设计；补救效果

Abstract

Withthereformandoptimizationofcurriculumteaching,theneweraofeducational

evaluationadvocatestheestablishmentofascientificeducationalevaluationmechanismthat

meetstherequirementsofthetimes,makesfulluseofartificialintelligenceandbigdata

technology,andfocusesonthediagnostic,improvementandmotivationalrolesofteaching

evaluation.Cognitivediagnostictheoryovercomesthelimitationoftraditionalmeasurement

toreflectstudentsmathematicslearninglevelwithasinglescore,anditcanmeasurestudents

learninglevelfromthemacrolevelaswellasassessstudentsin