教育技术新发展之项目反应理论(1)
项目反应理论及其应用
概化理论认为,测量的总方差可以分解为代表目标测量的 方差成分和构成误差的种种方差成分。测量工作中要加以 认识和予应用的心理特质水平是测量目标。而构成测量条 件与具体情境关系的因素,称为测量侧面(Facets of Measurement)。如学生阅读能力测验,• 其目的是对学生阅 读能力的测量,因此,阅读能力就成为测量目标,除此外 试题的水平和评分者等因素也会影响测验的总变异。这两 个因素就是测量侧面。这里对学生阅读能力的测量是在双 侧面情境的条件下进行的。测量侧面中的单个事例叫侧面 的水平,如有两个评分者甲和乙,则评分者这一侧面就有 两个水平。测量侧面又分为随机侧面和固定侧面。随机侧 面是指测量侧面中所包含的各水平中是类似水平的随机样 本,而非固定不变的侧面,如大规模考试中评分者每次都 有可能不同,由这样变化的评分者所组成的测量侧面就称 为随机侧面。固定侧面是指在各次实施中测量侧面的所在 水平一直保持不变的测量侧面,如标准化的心理测验中测 验的项目总是一样,这样的侧面就叫固定侧面。
项目反应理论及其应用
中国水利水电出版社
概化理论
凡测量都有误差,误差可能来自测量工具的不标准或不适合所测 量的对象,也可能来自工具的使用者没有掌握要领,也可能是测 量条件和环境所造成,也可能是测量对象不合作所引起。总之产 生测量误差的原因是多种多样的,而CTT理论仅以一个E就概括了 所有的误差,并不能指明哪种误差或在总误差中各种误差的相对 大小如何。这样对于测量工具和程序的改革没有明确的指导意义, 只能根据主试自己的理解去控制一些因素,针对性并不强。鉴于 此种情况,二十世纪六十至七十年代初,克伦巴赫(Cronbach)等 人提出了概化理论(Generalizability Theory)简称GT理论。
基于项目反应理论的题库构建及其有效性检验——以“现代教育技术
基于项目反应理论的题库构建及其有效性检验*——以“现代教育技术”公共课为例王玥常淑娟[通讯作者]韩晓玲陆宏(山东师范大学教育学部,山东济南250014)摘要:题库是考试实践中不可或缺的要素,如何构建具有良好试题内容和试题参数的题库一直是教育评价领域关注的焦点。
文章以师范生的“现代教育技术”公共课为例,通过探讨基于项目反应理论的题库构建,论述了试题编制的原则、试题的等值设计、试题参数的估计方法以及如何利用信息函数进行题库质量的评价。
最后,文章指出了题库构建中尚存的不足和未来研究方向。
关键词:项目反应理论;题库;“现代教育技术”公共课;IRT模型;试题编制【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009—8097(2019)10—0041—07 【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2019.10.006题库是指按照一定的教育测量理论在计算机系统中实现某个学科试题的集合,是严格遵循教育测量理论,在精确的数学模型基础上建立起来的教育测量工具[1]。
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》明确提出,要“完善国家考试科目试题库”[2]。
在考试的实践化操作中,无论是计算机智能化组卷,还是计算机自适应测验,都离不开题库,题库对心理与教育测量的进一步科学化、现代化起到了极大的推动作用。
一国内外相关研究20世纪60年代中期,英国首先使用“题库”(Item Bank)一词。
20世纪末期,国外开始由专门的研究机构负责题库的建设,如美国教育考试服务中心(Educational Testing Service,ETS)、美国大学入学考试(American College Test,ACT)、英国剑桥评价(Cambridge Assessment,CA)等。
在这些机构里,题库不仅是试题的管理平台,而且是命题过程的平台,涉及题目编辑、试测、计算试题参数、等值、参数检验、统计学检验等一系列过程[3]。
论《经典测量理论、项目反应理论、概化理论的理论观点及相互比较》
论《经典测量理论、项目反应理论、概化理论的理论观点及相互比较》学校:学院:班级:学号:姓名:论《经典测量理论、项目反应理论、概化理论的理论观点及相互比较》心理与教育测量理论的发展经历了两个时期:50年代之前只有真分数理论起作用,称为经典测量理论阶段;50年代至今,除经典测量理论外,还有项目反应理论、概化理论等,可称为多重理论并存阶段。
经典测量理论在测验发展中有着特殊的地位,它既是历史上的第一个测验理论,也是测验的最一般、最基本的理论,并且目前仍具有很强的生命力,应用极为广泛。
现代测验理论大多是在经典测验理论的研究基础上,针对它在某个方面存在的问题发展起来的。
如项目反应理论,就是为了克服经典测验理论的信度问题发展起来的。
在目前这个多种理论并存阶段,我们应该看到各种理论都有其合理之处,同时也各有其局限性。
一般将测量理论分为经典测量理论、概化理论和项目反应理论三大类,或称三种理论模型。
人们将以真分数理论(True Score Theory)•为核心理论假设的测量理论及其方法体系,统称为经典测验理论(Classical Test Theory,CTT),•也称真分数理论。
一、经典测量理论真分数理论是最早实现数学形式化的测量理论。
它从十九世纪末开始兴起,二十世纪30年代形成比较完整的体系而渐趋成熟。
50年代格里克森的著作使其具有完备的数学理论形式,而1968年洛德和诺维克的《心理测验分数的统计理论》一书,将经典真分数理论发展至颠峰状态,并实现了向现代测量理论的转换。
所谓真分数是指被测者在所测特质(如能力、知识、个性等)上的真实值,即(True Score)真分数。
而我们通过一定测量工具(如测验量表和测量仪器)进行测量,在测量工具上直接获得的值(读数),叫观测值或观察分数。
由于有测量误差存在,所以,观察值并不等于所测特质的真实质,换句话说,观察分数中包含有真分数和误差分数。
而要获得对真实分数的值,就必须将测量的误差从观察分数中分离出来。
项目反应理论简介
尽管存在以上缺点,CTT仍在广泛地应用。 CTT、IRT和概化理论是当今最有影响的三 种测验理论。 简单地说,IRT在处理微观问题(即被试水 平与答题目之间的实质性关系)时优势明显, CTT在处理中观问题(如处理常见的标准化 考试等)时方便易懂,GT则在处理宏观问题 (如对结果作推论)时更显出色。 三种测验理论体系有内在联系,各有长短, 应相互促进,互相补充。
理论方法体系相对完整 前提假设比较弱 所涉及到的数学模型以及参数的概念和估 计方法易理解和掌握 标准化技术在控制测验误差等方面有明显 的效果
2、CTT在理论体系和方法体系方面存在许多 其本身难以克服的缺点,具体表现为:
基本假设难以成立:①真分数与观测分数间 存在线性关系的假定不合理;②平行测验的 假设难以成立;③误差与真分数独立的假设 难以满足。
不同的是,CTT是以被试对所有测验项目的 反应总和(测验总分)为显变量来预测被试 的潜在特质的,并不认为被试对单个项目的 反应 与其特质间有任何有意义的联系。
IRT则认为被试的能力与其对某一特定项目的 反应(以正确或错误反应概率表示)有某种函 数关系存在,确定这种关系就是IRT的基本思 想和出发点。
二、IRT的基本理论体系
(一)、概念 (二)、基本思想及基本思路 (三)、基本理论假设
(一)、概念
项目反应理论(Item Response Theory,简称 IRT),又称潜在特质理论(Latent Trait Theory) 或项目特征曲线理论(Item Characteristic Curse Theory),是为了克服经典测验理论(CTT)的局 限而提出的现代测验理论。 从测验的内部或微观方面入手,采取数学建模和 统计调整的方法,重点讨论被试的能力水平与测 验项目之间的实质性关系,测验的每一个项目都 有自己的项目特征曲线,描述了每一个特定能力 水平的被试答对或答错该项目的概率。
项目反应理论
项目反应理论及其应用现状分析从本质而言,在任何考试都可看作是教育测量学理论发展的一种应用。
自二十世纪初创立以来,教育测量学是在相关学科的推动下逐渐发展起来的。
并在其发展的过程中,形成了经典测验理论(CTT)。
该理论对许多教育研究问题提供了有效的解决方法,并且较为实用,因此得到了国内外的广泛应用,但是随着应用深入,经典测验理论(CTT)越来越多的弊端被人们发现,且这些弊端直接影响测验的效果,而且无法通过理论自身的完善来弥补,因此,人们试图在基础理论这个环节上有所突破。
项目反应原理(IRT)的发展是从克服经典测验理论的一些缺陷上逐渐发展起来的一种测量理论,其理论基础是在潜在特质理论,主要是揭示被试在测验项目上的反应行为与测验所测的被试在特质之间的关系。
相对于CTT而言,IRT具有许多的优越性。
经典测量理论可以的到信息,项目反应理论都可以从更高的层次上、更可靠的意义上获得。
其相对的优越性表现在以下几个方面:1、RT在估计被试潜在特质时,同时考虑被测的作答模式,因此对于原始得分相同但作答模式不同的被试,也往往能提供不同的特质估计值。
2、IRT可以针对每个特定被测提出其特质估计值的测量误差指标,而不是一个笼统的标准误差。
来代表测量误差,因此能够比较准确的提供不同特质水平被试的估计值的测量误差。
3、IRT所采用的项目参数不依赖于被试样本,也不依赖于特定的项目和测验。
4、IRT提出的项目信息函数和测验信息函数的概念,可以作为评定个别项目或整份测验的测量误差的指标,较之于传统的“信度”概念就显得更为精确可信。
项目反应理论是假定被试在特定测验中的反应受某种心理特质(因其不能直接测定,故称之为“潜在特质”)支配,从而对这只能够特质进行测定,估计出该被试在这种特质上的分数,并据此进行揭示和预测其行为表现。
理论上讲,可以用数学形式来表示个体特质水平对项目的反应之间的关系,即对由个体的特质水平和正确做出反应概率所形成的散点图进行拟合,从而得到一条光滑的二维曲线,这就是项目反应曲线。
项目反应理论(IRT)在小学数学成就测验中的应用
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为相应的三个分测验 。分测验及内容范围如表 1
示。
表 1 分 测验 及 测 验 范 围
trT re P rm t o i i Mo e ) 般 来 说 , e ,he— a ee L gsc d l 。一 a r t s 模
型 选 择必 须有 一 定 的理 论 依 据 和实 证研 究 。H m— a beo 认 为 ,三参 数模 型 比单 参数 和 双参数 模 型能 ltn 更 好 的拟合 测 验所 得数 据 ; 三 参数 模 型是 目前 大 团
实践五部分 ; 根据教学要求把考查 目 标分为知道 、 理
解 、掌 握 以及应 用 四个层 次 。本研 究 着重考 评 学生
的能力或特质水平与测验条件下被试对项 目 所作反 应之间的关系的描述和假设也不 同。项 目反应理论 是通过建立一定 的项 目反应模 型来描述这种关 系
的 , 的基 本假 设 主要 有 以下 三种 : 维性 假 设 、 它 单 局
分测验
测试 内容范围
撕 今 整数 、 数 、 数的概念或 定义 的认 识理 解 , 式 、 小 分 公 定 姒 理 数量关系的认识理解
、
家公认 的最有效且应用最广的二级评分 的 IT模 R 型, 适合于选择题和是非题 , 与实际测验结果匹配相 当好l 17 年,ohm等人经过实证研究发现, 3 9 8 Pp a 】 。 数 学成就测验能更好的拟合三参数模型 ,使测量误差
项 目反应理论(RT) I 在 小 学 数学 成就 测 验 中 的应用
李 映红 张绍 军
【 要】目 : 摘 的 尝试在项 目 反应理论的指导下 , 编制四年级数 学成就测验 , 为学科评 价提供辅助 工具 。方法 : 用贝佳方 法检验 试测数据 的单 维 } 利用A O E 生, N T 软件估计项 目参 数 , 用基 于题 目分类下的经验判 断法建立一个划界 分数 , 再接 合项 目信息量和双向细 目表编制成卷 。结果: 四套试卷均符合单维性要 求, 基本拟合三参数逻辑斯蒂克模型 , 目拟合 项
项目反应理论的模型
项目反应理论的模型作者:胡小芳来源:《学园》2015年第13期【摘;;要】项目反应理论是当前国际上最为先进的心理与教育测量理论,深受心理与教育测量学家们的喜爱。
而在项目反应理论中最主要的是项目反应模型,因此本文着重介绍了项目特征曲线以及项目反应模型,并且阐述了模型中参数的意义。
【关键词】项目反应理论;;经典测量理论;;项目特征曲线;;项目反应模型【中图分类号】B841;;;;;;;;;;;【文献标识码】A;;;;;;;;;;;【文章编号】1674-4810(2015)13-0027-01一;引言经典测量理论(Classical;Test;Theory,CTT)和项目反应理论(Item;Response;Theory,IRT)是测量领域的两大理论。
CTT兴起于19世纪末,到20世纪30年代形成了较为完整的体系而逐渐成熟。
洛德和诺维克的《心理测验分数的统计理论》一书使CTT迅猛发展并实现了向现代测量理论的转换。
自20世纪以来,CTT在测量领域一直占据着重要地位,然而,由于种种原因,CTT中存在着许多无法克服的困难,如:(1)在使用过程中对样本过于依赖;(2)被试的测验分数依赖于所施测项目的难度;(3)CTT中的信度是以平行测验定义的,而实践中完全平行的测验很难实现;(4)CTT无法提供不同能力水平的被试如何对项目做出反应;(5)CTT假设对所有被试的测量误差的方差都相等,这难以满足。
这限制了CTT在实践中的应用,而随着计算机技术的发展,CTT在教育和心理测量领域的应用逐渐让位于IRT。
二;项目反应理论项目反应理论(IRT)又称为一种潜在特质理论,它是在CTT的基础上发展起来的,克服了CTT的许多局限,具有很多CTT无法比拟的优点。
IRT的产生可追溯到Richardson、Lawley和Tucker的研究,它的基本思想是建立被试的潜在能力及其在项目上的反应之间的关系模型,即项目反应模型。
洛德(Lord)和Rasch的研究对IRT具有开创性的意义。
基于项目反应理论自适应考试系统的设计与应用
基 于 项 目反 应 理 论 自适 应 考 试 系 统 的 设 计 与 应 用
于海 霞, 刘竞 杰 , 家骐 王
(. 1安徽工 贸职业技术学 院 计算机系 , 安徽 淮南 摘 2 20 ) 30 7
要: 在个性化教育 中, 统的考试 形式正面临着越来越多的问题 , 传 统一的试题 内容并不适用于各个层 次的学
n o t me s r su n s b l i s c ur tl . a u e t de t a ii e a c a en o Co u e ie Ad p i e e t g r o a i d e r ig f z mp trz d a tv T si n
企 肥 学院 学搌 ( 然科学版) 自
21 0 0年 8月 第2 0卷 第 3期
Jun l f ee U iesy N t a S i cs o ra o H fi nvri ( a rl c n e ) t u e
Aug 2 0 Vo. 0 No 3 . 01 1 2 .
生, 考试成绩无 法准确衡量学 生的能力. 性化学习系统 中的 自适应考试 系统 ( L A ) 部分地解决 了传 统考 试 个 PC T ,
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项目反应理论
项目反应理论随着心理学的发展, 心理测量无论就是在理论上, 还就是在方法上都逐步地提高。
目前, 心理测量有三大理论派别: 经典测量理论(Classical Test Theory , 简称CTT) , 项目反应理论( Item Response Theory , 简称IRT) 与概化理论( Generalizability Theory , 简称GT)。
项目反应理论就是一种先进的测量理论,它就是针对经典测量理论的不足而提出来的, 其理论基础就是潜在特质理论。
项目反应理论的基本思路就是确定考生的心理特质值与她们对于项目的反应之间的关系, 这种关系的数学形式就就是“项目反应模型”。
下面主要对项目反应的理论假设与数学模型做一下简要概述。
一、项目反应理论的基本假设任何一种数学模型都有一定的前提,任何一种测量都有一定的假设,在项目反应理论中也有三条最基本的假设:潜在特质空间的单维性假设、测验项目间的局部独立性假设、项目特征曲线假设。
有的学者还增加了“知道——答对”假设与非速度限制假设。
在此仅说明前面三条最基本的假设。
1、潜在特质空间的单维性假设潜在特质空间就是指由心理学中的潜在特质组成的抽象空间。
如果考生在测验项目上的反应就是有K种潜在特质所决定的,那么这些潜在特征就定义了一个K维潜在空间,考生的各个潜在特质分数综合起来,就决定了该考生在该潜在空间的位置。
如果影响考生测验分数的所有重要的心理特质都被确定了,那么该潜在空间就称为完全潜在空间。
目前比较成熟的大多数项目反应模型都假设完全潜在空间就是单维的,即只有一种潜在特质决定了考生对项目的反应,也就就是说组成某个测验的所有项目都就是测量的同一个心理变量,例如知识、能力、态度或人格。
当然,这一假设往往不可能得到严格的满足,因为总有其她因素会影响到考生在测验上的反应,这些因素包括认知的、人格的与施测时的客观条件,以及考生的动机水平、焦虑程度、反应速度与考试技巧等。
项目反应理论(IRT)演讲
具体 编制 方法
测验信度与平行测验 按目标信息曲线选项目
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---------CAT的测试过程(摘)
小
结
经典理论与项目反应理论
经典理论
原 理
项目反应理论
Pi ( ) ci (1 ci )
测量过程必然包括的问题
测量是了解和评价个体发展水平的重要手段。
测什么,如何测?
数学模 在什么性质的量尺上指定值? 型 概率模 所得测值可靠吗?-稳定性、测量误差 型
测验测到的是否就是本来打算要测的东西?
不论是经典测验理论(CTT)还是项目反应理论(IRT)都 是针对问卷形式测量的理论基础,而不是针对已有结果的 评价方法理论。
测验信息函数
项目信息函数
测验信息函数是项目信息函数的累加和,项目提供的信息量 是随能力水平取值不同而不同的。所以,要实现对不同水平 被试的差异在相同信息量条件下的测量,就可以根据不同的 项目信息量选择项目构建测验,更加灵活准确。而真分数理 论是通过信度这个笼统的不准确的测验性能选择测验。
四、应用技术
经典理论测验编制
适用 测验 编制
1.
项目反应理论测验编制
常模参照、标准参照测验(划界分数曲线)
常模参照测验(常模) “对理想的总分分布状态的追求”
所测被试特质的取值分布正态假设,测 验总分正态; 突出个体差异的区分,因而测验项目区 分度尽量大,难度力争适中,难度分布 尽量窄;
IRT项目反应理论
主题研究背景
早期研究
早期研究主要集中在理论 模型的建立和验证。
当前研究
当前研究更加关注实际应 用,如在线测验、自适应 测验等。
未来展望
未来研究将进一步探索IRT 与其他技术的结合,如人 工智能、大数据等。
02
IRT项目反应理论概述
定义与概念
定义
IRT项目反应理论,也称为潜在特质理论或潜在特质模型,是一种心理测量理 论,用于描述个体在特定测验项目上的潜在特质水平与其行为表现之间的关系。
概念
IRT假设个体在某个潜在特质上的水平是连续的,并且个体在某个测验项目上的 表现是由其潜在特质水平决定的。
发展历程
起源
IRT起源于20世纪50年代,由美国心理学家伯恩斯和 金纳德提出。
THANKS
感谢观看
IRT通过建立与能力水平相对应的难度参数,能够准确地衡量学生在不同 学科领域的能力水平,从而为个性化教学和辅导提供依据。
IRT还可以用于评估学生的认知能力、学习能力和情感能力等,帮助教师 全面了解学生的发展状况,为制定教学计划和干预措施提供依据。
课程设计与优化
IRT在课程设计与优化方面也具有重要应用。通过分析学生的能力分布和项目难度参数,教师可以对课 程进行针对50年代, 随着计算机技术的发展而 逐步完善。
应用领域
广泛应用于教育、心理学、 人力资源等领域。
主题重要性
提高测验精度
IRT可以帮助研究者更准确地测量个体的能力水平, 从而提高测验的精度。
个性化教学
通过IRT,教师可以了解学生的学习需求和能力水 平,从而进行个性化教学。
人才选拔
03
项目反应理论与经典测验理论之比较
项目反应理论与经典测验理论之比较一、本文概述在心理学、教育学和统计学等领域,测验理论一直扮演着至关重要的角色。
它们为我们提供了一种评估个体能力、知识、技能或情感状态的方法。
在众多的测验理论中,项目反应理论(Item Response Theory,简称IRT)和经典测验理论(Classical Test Theory,简称CTT)尤为引人注目。
本文旨在深入探讨这两种测验理论的核心概念、主要特点和应用场景,并通过比较分析来揭示它们的优势和局限性。
通过本文的阐述,读者将能更全面地理解项目反应理论与经典测验理论的基本原理,以及它们在不同实践领域的适用性。
在概述部分,我们将首先对项目反应理论和经典测验理论进行简要介绍,包括它们的起源、发展历程以及核心假设。
随后,我们将阐述本文的主要目的和研究问题,即比较这两种测验理论在理论框架、模型构建、参数估计、测量精度以及应用领域的异同。
通过这一概述,读者可以对本文的整体结构和内容有一个初步的了解,为后续深入探讨打下基础。
二、项目反应理论与经典测验理论的基本框架项目反应理论(Item Response Theory,简称IRT)与经典测验理论(Classical Test Theory,简称CTT)是心理测量学中的两大基本理论,它们各自构建了独特的理论框架和应用体系。
经典测验理论,起源于20世纪初,它基于真分数模型,认为测验的得分是由真分数和误差分数两部分组成的。
真分数反映了被试者的实际能力,而误差分数则是由测量过程中的随机误差引起的。
CTT 的主要假设包括测验的内部一致性、测验与测验之间的等价性和样本的代表性。
它主要关注测验的整体特性,如信度、效度和难度等,而忽略了单个项目的特性。
项目反应理论,则是在20世纪50年代后期逐步发展起来的。
与CTT不同,IRT将焦点放在了单个项目(即题目)的反应概率上,认为每个项目都有其独特的难度参数和区分度参数。
IRT模型,如二参数逻辑斯蒂克模型(2PL)、三参数逻辑斯蒂克模型(3PL)等,详细描述了项目参数与被试者能力之间的关系,并可以预测被试者在不同项目上的反应概率。
项目反应理论模型应用中需要注意的几个问题
项目反应理论模型未来发展趋势与展望
模型改进与发展
随着研究的深入和技术的进步, 项目反应理论模型将不断改进和 发展,以更好地适应不同领域和
情境的研究需求。
多维度的模型拓展
未来研究可以进一步拓展项目反 应理论模型的应用范围,将其应 用于多维度、多层次的评估和分 析中,以更全面地揭示个体能力
的特点和规律。
项目反应理论模型应用中需 要注意的几个问题
汇报人: 2023-12-21
目录
• 项目反应理论模型概述 • 模型应用中需要注意的几个问
题 • 模型应用中的关键技术与方法 • 实际应用案例分析 • 总结与展望
01
项目反应理论模型概述
定义与特点
01
02
03
04
05
项目反应理论模型是一 种用于研究心理测试和 心理测量的数学模型, 它能够描述被试者在测 试中的反应行为,并根 据被试者的反应结果进 行数据分析和解释。
模型选择与适用性
在应用项目反应理论模型时,应根据研究目的、数据特点 等因素选择合适的模型,并确保模型适用于特定情境。
参数估计的准确性
模型参数的准确估计是模型应用的关键,应采用适当的统 计方法和技术对参数进行估计,并确保估计结果的可靠性
和有效性。
模型的解释与应用
在应用项目反应理论模型时,应充分理解模型的假设和限 制条件,正确解释模型结果,并将其应用于实际问题解决
该模型具有以下特点
针对个体差异:项目反 应理论模型关注个体差 异,认为每个被试者的 能力、特征和背景都会 影响其测试表现。
考虑题目特性:模型将 测试题目视为一个变量 ,并考虑其难度、区分 度等特性对被试者反应 的影响。
量化分析:项目反应理 论模型采用数学方法对 被试者的反应数据进行 建模和分析,从而使得 数据分析更加精确和客 观。
项目反应理论与认知诊断的统计推断方法
1、跨领域应用:将项目反应理论和认知诊断方法应用到更多领域,如医学、 社会调查、人力资源等领域,拓展其应用范围和使用价值。
2、精细化建模:针对不同领域和实际问题的特点,开发更加精细化和个性 化的统计推断模型,以更好地满足实际需求。
3、数据科学方法:结合数据科学领域的新方法和新技术,如机器学习、深 度学习等,提高统计推断的精度和效率,为实践提供更加可靠的支持。
3、结果解释方面,需要对模型结果进行充分解释,以便更好地理解和利用 模型结果。可以结合实际问题和数据的特点,制定合理的解释方式和指标,对模 型结果进行深入分析,以便更好地指导实践和应用。
五、结论与展望
本次演示介绍了项目反应理论与认知诊断的统计推断方法及其应用,包括项 目反应模型、认知诊断模型、参数估计与检验等,并通过例题和数据讲解了方法 的具体应用。还分析了统计推断方法面临的挑战和相应的解决方案。随着技术的 发展和应用领域的扩展,未来研究可以以下几个方面:
3、参数估计与检验
在应用项目反应理论和认知诊断模型时,需要对模型参数进行估计和检验。 常见的参数估计方法包括最大似然估计、期望最大化算法等,检验方法则包括拟 合度检验、模型稳定性检验等。参数估计与检验可以确保模型的适用性和精度。
三、方法应用
1、考试成绩分析
通过应用项目反应理论,可以对考试成绩进行全面分析。例如,教育机构可 以利用项目反应理论对试题难度、区分度等进行分析,以便更好地设计试题和评 估学生的学习水平。此外,项目反应理论还可以用于学生的能力估计和学科优势 识别等方面。
项目反应理论与认知诊断的统计推 断方法
目录
01 一、项目反应理论与 认知诊断的简介
02 二、统计推断方法
03 三、方法应用
04 四、挑战与解决方案
经典测量理论、概化、项目反应理论
(3) CTT主要关注的是个体之间的差异,而GT除了 个体之间的差异以外,还关注个体的绝对水平。
(4)在CTT中,测量误差的估计方法导致同一个测 量量表往往表现出多种测量信度并存现象,如重 测信度、复本信度、同质信度等,这些信度系数 之间没有必然的内在关系。而GT则采用具有内在 逻辑关系的概化系数、可靠性系数或信噪比等指 数来反映各种因素可能对测验分数的影响程度。
(4)能力量表与难度量表不配套
在经典测量理论中,被试能力量表是卷面总分,项目 的难度量表是题目难度。因而不能提供不同能力水平 的被试如何对项目进行反应的预测信息,找不到验证 某个项目是否匹配某种能力水平被试的计量方法,这 使得在选题时带有一定盲目性,失去了精确指导测验 编制的作用。
2019/4/27
(2)CTT把测验分数简单划分为真分数和误差分数两个部分, 误差分数是单一的、含混的、随机的,这就导致不能有效地 解释影响人的心理活动因素的多样性,从而在实践上对控制 误差缺乏有效指导。GT采用方差分析方法,充分考虑了影响 分数的所有误差来源,并进一步提出绝对误差和相对误差的 划分及其对绝对误差和相对误差的度量。
在实际的教育和心理测量问题中, 如果前一个项目的 内容为后一个项目的正确反应提供暗示或其它有效的 信息, 局部独立性的假设就会遭到破坏, 例如所谓的 链状试题就会出现这种情况。
局部独立性是建立在统计的意义上的,对每一个测验 者来说, 对整个试题作出某种反应的概率等于对组成 试卷的每个项目的反应的概率的乘积。
2019/4/27
(三)项目特征曲线假设
项目反应理论的一个关键就是在被试者对项目作出 的反应或作出反应的概率与被测试者的潜在特质之 间建立某种函数关系。所谓的项目特征曲线(item charecteristic curve, ICC), 就是相应函数关系的图象。
项目反应理论【精选文档】
项目反应理论随着心理学的发展, 心理测量无论是在理论上, 还是在方法上都逐步地提高.目前,心理测量有三大理论派别:经典测量理论(Classical Test Theory , 简称CTT) ,项目反应理论(Item Response Theory ,简称IRT) 和概化理论(Generalizability Theory , 简称GT).项目反应理论是一种先进的测量理论,它是针对经典测量理论的不足而提出来的, 其理论基础是潜在特质理论。
项目反应理论的基本思路是确定考生的心理特质值和他们对于项目的反应之间的关系, 这种关系的数学形式就是“项目反应模型”。
下面主要对项目反应的理论假设和数学模型做一下简要概述。
一、项目反应理论的基本假设任何一种数学模型都有一定的前提,任何一种测量都有一定的假设,在项目反应理论中也有三条最基本的假设:潜在特质空间的单维性假设、测验项目间的局部独立性假设、项目特征曲线假设.有的学者还增加了“知道—-答对"假设和非速度限制假设。
在此仅说明前面三条最基本的假设.1、潜在特质空间的单维性假设潜在特质空间是指由心理学中的潜在特质组成的抽象空间。
如果考生在测验项目上的反应是有K种潜在特质所决定的,那么这些潜在特征就定义了一个K维潜在空间,考生的各个潜在特质分数综合起来,就决定了该考生在该潜在空间的位置。
如果影响考生测验分数的所有重要的心理特质都被确定了,那么该潜在空间就称为完全潜在空间。
目前比较成熟的大多数项目反应模型都假设完全潜在空间是单维的,即只有一种潜在特质决定了考生对项目的反应,也就是说组成某个测验的所有项目都是测量的同一个心理变量,例如知识、能力、态度或人格。
当然,这一假设往往不可能得到严格的满足,因为总有其他因素会影响到考生在测验上的反应,这些因素包括认知的、人格的和施测时的客观条件,以及考生的动机水平、焦虑程度、反应速度和考试技巧等。
因此在项目反应理论中,只要所预测量的心理特质是影响考生对项目作出反应的主要因素,那么就认为这组测验数据是满足单维假设的.2、测验项目间的局部独立性假设所谓局部独立性假设是指某个考生对于某个项目的正确概率不会受到他对于该测验中其他项目反应的影响,也就是说只有考生的特质水平和项目的特性会影响到考生对该项目的反应.在实际的教育和心理测量问题中, 如果前一个项目的内容为后一个项目的正确反应提供暗示或其它有效的信息,局部独立性的假设就会遭到破坏,例如所谓的链状试题就会出现这种情况.局部独立性是建立在统计的意义上的,用统计学的语言,局部独立性是指对每一个测验者来说, 对整个试题作出某种反应的概率等于对组成试卷的每个项目的反应的概率的乘积.3、项目特征曲线假设项目反应理论的一个关键就是在被试者对项目作出的反应或作出反应的概率与被测试者的潜在特质之间建立某种函数关系。
项目反应理论框架下的新等值方法――对数对比等值法
% !问题的提出
% !! 研究表明& 用多级评分项目 $ 4 B : E 8 B ? B T H9 8 < ? 进行测试比用两级评分项目$ A 9 7 D B 8 B ? B T H 9 8 < ? 又称 & 所得信息更丰富& 测量结果更准确可 , & %记分题 % 靠 则
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迭代可以收敛& 但运算时间也较长’ 况下& !!本文主要针对上述除法形式定义的多级评分模 型设计一种新的等值方法-对数对比等值方法 G B = 7 B ; 8 5 6 H 8 ? B 8 D B AU B 5 < ^ T 6 8 9 ; = 8 < H 8 % & 对数对比这个 $ 名词引自文献+ , & 通常又称之为基准类比$ M 6 H < : 9 ; < #
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3.教育游戏是带有趣味性的。 教育软件不带有娱乐性,是学习者被动接受的, 而教育游戏是以学习者为中心、带有一定趣味性、 可玩性的,其重点不仅在于传授知识还能帮助学习 者提高问题的发现、解决和对知识的探索、体验和 应用的能力。 4.学习者的内在动机不同 游戏者参与游戏的唯一动机就是游戏的感官刺激。 只有在游戏不断地提供新鲜有趣的情景任务下,游 戏者才能继续游戏。在教育游戏中,其中的情景、 任务的新鲜感、趣味性决定教育游戏与学习者交互 的持续性。
教育游戏
本专题内容
教育游戏的定义 教育游戏的特点 教育游戏的分类 教育游戏的理论基础 教育游戏的开发应用模式
一、教育游戏的定义
游戏是一种自愿的活动或消遣,这种活动或 消遣是在某一固定的时空范围内进行的,其 规则是游戏者自由接受的,但又有绝对的约 束力,游戏以自身为目的而又伴有一种紧张、 愉快的情感以及它‘不同于日常生活的意 识’。
(四)教育游戏还可以分为在线的flash小游 戏和大型的角色扮演游戏。 在线小游戏制作简单,成本较低,目前我国 很多教育小游戏很受欢迎
例如: 游戏名称:游戏学堂——太空救难队 游戏学堂是由昱泉信息技术(上海)有限公司和上 海来时伴计算机科技有限公司开发的。 游戏情境、任务和操作如下图所示:
(三)根据教育游戏的传播媒体不同可以把教育游 戏分为单机版的教育游戏、网络教育游戏和在线教 育游戏。 单机版的教育游戏是指游戏者与计算机之间互动的教 育游戏,早期出现的教育游戏大部分都是单机版的, 这种游戏的缺点是缺少游戏者之间交互的实时性和 互动性。 网络教育游戏是在单机版的教育游戏基础上发展起 来的,是多人同时互动的教育游戏。在线教育游戏 是指有一定教育目的的,通过互联网进行的游戏。
主导——主体式教学模式的特点如下: 1.教师是教学过程的组织者,学生建构意义的促进者,学 生良好情操的培育者; 2.学生是信息加工与情感体验的主体,是知识意义的主动 建构者; 3.教学媒体既是辅助教师教的演示工具,又是促进学生自 主学习的认知工具与情感激励工具; 4.教材不是唯一的教学内容,通过教师指导、自主学习与 协作交流,学生可以从多种学习对象(包括本门课程的教师、 同学以及社会上的有关专家)和多种教学资源(例如图书资 料及网上资源)获取多方面的知识。 在这种模式下教师和学生、学生和学生之间更加平等,各 自拥有一定的权利。既可以充分发挥教师的主导作用,保证 教学的正常进行和教学目标的实现,有能够充分发挥学生的 主体作用,有利于学生能力的培养。
教育游戏具有很强的游戏性,即教育游戏具有好玩 的特征,能吸引学生的兴趣。主要有以下几方面的 含义: 一是指教育游戏具有游戏化的场景和情节,如精美 的画面、悠扬的音乐、引人入胜的情境; 二是指教育游戏具有游戏化道具和规则。道具主要 有生命值、武器(工具)、积分(成绩)、魅力值、 级别和头衔等。规则是指关卡设置、奖励机制和玩 伴之间的协作等; 三是指教育游戏具有变化的游戏进程,游戏者不同 的交互行为会产生不同的游戏情节,形成不同的游 戏结果。即游戏具有精彩刺激的悬念,这也是吸引 学习者持续玩下去的原因所在。
(三)网络游戏的教育潜质 网络游戏作为计算机技术和网络技术的发展下的一种新技术, 本身代表了现代的文化特点和人类的需求。而且,网络游戏 本身就是对现实的模拟,体现了信息时代新文化的需求,所 以网络游戏本身具有一定的教育潜质。 1.网络游戏本身就是一种知识载体。网络游戏的情景、 人物、任务设计都包含了一定的文化和艺术。现代越来越考 究的画面设计本身对提高游戏者的欣赏水平大有裨益。不仅 如此游戏中还包含一定的文化知识。例如《大航海时代》包 含了大量的地理知识,不少玩家为了玩这个游戏去买《世界 地图》,《网络三国》等一些历史题材的游戏中也蕴含一定 的历史知识背景。
三、教育游戏的分类
根据不同的标准,教育游戏有不同的分类。 (一)Back.Y.K.(2005)根据游戏的形式把游 戏分为:角色扮演游戏、仿真型模拟游戏、 冒险游戏、多使用者网络游戏、猜谜游戏等。 他又根据硬件把游戏分为电视游戏、游廊游 戏、在线游戏、离线游戏等。 (二)根据游戏的内容对教育游戏进行分类。 根据内容可以把教育游戏分为:以课程学习 为内容的游戏;学习专门知识或技能训练的 游戏和益智类游戏。
教育游戏具有某种群体性。 这是因为每款教育游戏都有其特定的学习者,而且这 些学习者都具有某些相同的特征,如年龄相仿、教 育程度相近、学习进度相同等。 随着教育游戏朝着网络化的方向发展,基于人际交互 的教育游戏促使学习者之间形成一个以游戏平台为 中心的玩家群体,在这个游戏社区里,学习者(玩 家)共同交流游戏和学习经验,过着游戏群族的生 活。
教育游戏是利用其游戏的特质,激发学习者 的内在需要动机,让学习者在游戏过程中自 然而然的学到知识。而教育软件没有这种趣 味性,学习者因为考试需要被动学习。教育 游戏在激发学习者内部动机上不同于教育软 件。
第二,教育游戏与一般娱乐性游戏的区别:
教育游戏具有区别普通电脑游戏的最显著的特点 — 教育性,即教育游戏是“绿色游戏”,是对人的成 长具有积极意义的游戏。 教育游戏的主题必须健康,不能包含有暴力、色情 和非法的内容。教育游戏的内容大多和小学生的学 习、生活有关,涉及智育、德育和美育等各个方面, 它的目的在于促进学生的全面发展,体现素质教育 的宗旨。 教育游戏要求游戏场景文明、角色行为文明,它倡 导一种正义和正确的行为规范。
教育游戏带有竞争,教育游戏跟娱乐游戏一样带有 竞争性,这种竞争可以激发学习者的内部需要,转 化为玩游戏的过程中促使学生产生的学习动机。 教育游戏带有挑战的特性:学习游戏可以刺激学习 者的挑战心理。 教育游戏把幻想转换成学习动机:每个教育游戏都 带有程度不同的幻想因素,这种虚拟的不同与现实 的因素,可以引发学习者的兴趣和好奇心,促使学 习者持续保持兴趣,继续学习。
1.以课程学习为内容的游戏 按照从幼儿园到高中阶段的课程内容开发的教育游 戏;益智开发游戏一般是指,以智力开发为主的游 戏。但是,以感性、人性、灵性开发为目的的游戏 也可以包括在此范畴中。 2.学习专门知识或技能训练类游戏 除了正规课程以外,学习各种常识、信息及大学水 准的知识学习型游戏,还有企业里利用于各种技能 训练的游戏。
教育游戏的特点
教育游戏具有综合性 即教育游戏既要将“教育性”和“游戏性”有机结 合,又要取得“教育性”和“游戏性”之间的某种 平衡。 如果一个教育游戏的“游戏性”不够,它可能被打 回了教育软件的原形,自然也就无法吸引学生; 如果一个教育游戏“游戏性”太强,就回到了普通 电脑游戏的本质,会导致学生过度地关注游戏,而 影响知识的学习。
教育游戏以教育为目的,以游戏为手段,融 知识性、娱乐性于一体,真正体现寓教于乐。
二、教育游戏的特点
教育游戏是教育与游戏的融合,教育游戏从广义上说属 于教育软件的范畴。但是它不同于通常意义上的教育软件, 也不同于一般意义上的娱乐性游戏。 第一,教育游戏与教育软件相比有以下不同点: 1.教育游戏的教学目的是隐性的。 教育软件目的在于教学,有明确的教学目标,其重点在于 知识的传授;教育游戏的目的也在于教学,但其目的是隐性 的。 2.教育游戏的教学过程是探究式的。 利用教育游戏的教学过程完全是以学习者为中心的探究式学 习。在教育游戏中,学习者是整个过程的主体。学习过程, 就是学习者进入教育游戏主动熟悉环境,发现问题,解决问 题的过程,所以利用教育游戏的教学过程是探究式的。
在我国,随着电脑游戏的普及,对教育游戏的认识 和研究逐渐起步。教育游戏尚属新事物,到目前为 止,教育游戏还没有一个明确的定义。 能够培养游戏使用者的知识、技能、智力、情感、 态度、价值观,并具有一定教育意义的计算机游戏类 软件。
从总体上说对教育游戏的认识有两种主要的观点: 一种观点认为教育游戏在本质上是具有一定教育 目的并具有一定可玩性的游戏。这种观点强调教育 游戏实质上是一种游戏,知识是融入到游戏中的, 学习者在游戏过程中学习到了知识并且掌握了技能, 提高了能力。 另一种观点认为教育游戏是把游戏中一些有利于 引起学习者兴趣、增加学习者关注的因素引入到教 育软件中,是一种带有趣味性的学习软件,这种观 点实质上是强调教育游戏是一种教育软件。这两种 观点体现了教育游戏两种不同的设计、开发理念和 方法。
教育游戏的特点
教育游戏是带有教育目的或学习目标的,其 教育目的跟其游戏的目的不同,教育目的可 能包含在游戏目的中,也可能独立存在,甚 至包含在游戏过程中。
教育游戏带有规则,教育游戏跟娱乐游戏一样明确 规定游戏的规则,这些规则一般都是虚拟地、人为 地规定的,但是学习者必须遵守。
教育游戏的特点
Hale Waihona Puke (二)从游戏的本身来讲 游戏最大的特点就是使玩者在游戏的过程中, 沉迷于游戏,并使玩者达到“寓学于乐”的目的。 总体上说,游戏带有以下几个方面的特点: 1.平等,游戏者在游戏中只遵从游戏规则,而无 论游戏者是谁,每个参与者都拥有平等的机会。 2.自由,在游戏规则内,游戏参与者不必遵循一 条路线,而是根据自己的特长做各种尝试,因为游 戏可以重复进行的,所以不必担心游戏失败对他们 造成不利影响。 3.自愿,游戏是一种娱乐自身的活动,而不是 一种必须完成的任务,游戏者可以开始游戏也可以 随时终止游戏,完全是一种自愿的行为。 4.虚拟,游戏来自现实,又超出现实。游戏创 造了一个虚拟世界,虚拟规则。
教育游戏的特点
教育游戏带有安全性,很多游戏是模仿现实生活的 情节制造的。但是,游戏的世界是虚拟的,在现实 中,错误的尝试可能对游戏者本身造成不利。但在 游戏的虚拟世界中,游戏者可以安全地感受现实生 活危险的或者无法实现的事物。 教育游戏带有娱乐性,娱乐性是游戏的最大特点。 而教育游戏可以把游戏的娱乐性转化为学习动机, 并使游戏者在游戏过程中达到特定的学习目的。