认知诊断理论在高职学生英语阅读理解中的应用研究*

陆伟峰 杨 奕

(苏州工业园区服务外包职业学院人工智能学院，江苏 苏州 215123)

一、引言

英语阅读理解是英语学习的重要组成部分。传统的英语阅读评价采用简答的终结性评价的方式，确定学生的英语阅读在班级中的水平。这种宏观层次的评价难以深入了解学生内部的心理加工过程，无法为教学提供丰富细致的诊断信息。

近年来，认知诊断理论开始应用于英语学习评价中[1-4]。与经典测验理论和项目反应理论相比，认知诊断理论能提供学生的认知结构、认知加工过程等微观方面的信息，便于为学生提供个性化的指导。但当前英语阅读的认知诊断实证研究较少，且研究对象集中在本科和中学学生。

本文以高职学生为研究对象，在认知诊断理论指导下采用规则空间模型，对高职学生的英语阅读进行认知诊断。从认知角度分析被试群体及个体的认知特点，为教师改进教学提供依据。

二、认知诊断理论与规则空间模型

(一)认知诊断理论

1993年Frederiksen[5]等创立了认知诊断(cognitive diagnostic)理论。认知诊断理论通过认知诊断模型，对个体认知过程、加工技能或知识结构进行诊断评估，用于测量个体特定的知识结构和加工技能。并根据测量结果进行个性化指导，或进行针对性的补救教学以促进教育发展。

认知诊断理论发展以来，心理测量学者相继开发了多种认知诊断模型，如规则空间模型(Rule Space Model，RSM)、LLTM、DINA等。这些模型在TOEFL阅读和听力考试、PISA阅读、化学等进行了成功应用。国内张玉美等使用G-DINA模型对八年级学生英语阅读能力进行了诊断分析。蔡艳[1]等用 2007 年某省英语高考试卷中的阅读理解部分，采用 AHM 方法探明目前高中学生在英语阅读问题解决的认知特征及其所存在的问题。

(二)规则空间模型

规则空间模型(Rule Space Model，RSM)是Tatsuoka等开发的一种认知诊断模型，通过被试在测验项目上的做答反应，将其转化为与认知技能相联系的某些认知属性掌握模式。基本步骤如下：

1.根据Q矩阵理论依次确定测验项目与属性间的关系(即Q矩阵)、被试与属性间的关系(理想掌握模式)和理想项目反应模式。

2.构建规则空间

(a)参数估计：根据1的结果计算每种理想掌握模式的一组序偶{(θ,ζ)}，其中θ和ζ是项目反应理论中被试的潜在能力变量和警戒指标：

(1)

(b)利用序偶{(θ,ζ)}构建规则空间：Tatsuoka把由θ和ζ构成的二维空间称为规则空间。根据所有理想反应模式估计出的序偶点{(θ,ζ)}构成该空间的纯规则点。

3.被试的判别分类

规则空间模型不仅能估计出被试的能力值，还可以确定被试所掌握的模式，具体指出被试在整体中处于何种水平，掌握了哪些属性，据此进行有针对性的教学或者补救。

三、高职学生英语阅读理解的认知诊断

本文以认知诊断理论为基础，采用规则空间模型，对高职学生英语阅读进行认知诊断。分析高职学生对英语阅读认知属性的总体掌握情况，并对各认知模式提出相应的教学改进建议。

(一)研究对象

本校计算机专业241名大二学生作为研究对象进行英语阅读测试，回收有效问卷233份。

(二)研究工具

按照模型，使用Excel插件eirt 2.0估计试题参数和个人能力值。然后用MATLAB 2013a编写RSM分析程序，输出个体的诊断类型及各类型的分布情况和能力值区间。

(三)研究过程

组织3位专家根据高职英语的教学要求，最终确定要考察的5个英语阅读认知属性：理解关键词语(A1)、直接提取信息(A2)、联系多个信息(A3)、内容的整体把握(A4)和推测间接信息(A5)。

图1 各阅读认知属性之间的关系

编写调查问卷，共10题，每个属性均测试至少3次。属性与题目之间的关系如表1所示。

表1 各属性与涉及的题目

根据规则空间模型确定有12种理想掌握模式，使用Matlab分析后得到9种有效模式，每种掌握模式的人数及其所占百分比如表2，并由此算出各属性的掌握概率(表3)。

表2 掌握模式及人数分布

表3 各个属性的掌握概率

(四)研究结果分析

由掌握模式及各个属性的掌握概率得到：

1.学生对直接、联系简单的信息掌握较好。总体上属性A1、A2、A3的掌握概率较高，即学生对直接的信息提取和简单联系掌握较好，而对间接推测信息和总体把握信息掌握较差，缺乏对文章内容的深刻理解。

2.学生的掌握模式主要集中在前5种(占总体的81.11%)，在采取补救措施时应该集中针对于这5种，特别是前2种掌握模式的学生，可以解决大部分学生存在的问题。

3.不同的掌握模式，可以采取不同的补救措施。例如对具有掌握模式1的学生，可以按照图1的前后关系强化属性A3、A4和A5的补救。对具有掌握模式6的学生，可以按照图1的前后关系强化属性A1、A2和A5的补救。

四、结论与展望

本文采用认知诊断理论中的规则空间模型，采用调查问卷，对高职学生的英语阅读理解进行了认知诊断。根据规则空间模型，使用编程计算分析得到高职学生英语阅读认知诊断的掌握模式，确定高职学生对于直接提取信息、理解关键词等属性上掌握较好，但是在内容的整体把握和推测间接信息两个属性上掌握较差。据此提出了对教学的改进建议。