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教師通過測驗來評估學生的學習問題，并提供相對應的輔導，促進學生進步。如果測驗能夠直接定義每個學生的學習弱點與優(yōu)勢，那么這種信息將對進行補救教學十分有價值，補救教學就能夠有效回應每個學生獨特的學習難點，并滿足他們的個性化需求。

認知診斷模型能夠提供有關受測者認知屬性掌握（patterns of attribute mastery）情況的信息[1]，教師能夠通過認知診斷結果快速地了解每個學生的學習弱點與優(yōu)勢，并以此來促進學生學習。Huey-Min Wu在Online individualized tutor for improving mathematics learning: a cognitive diagnostic model approach一文中提出了一種基于認知診斷模型的在線個性化輔導系統(tǒng)，并以“分數(shù)運算”單元為例，通過真實教育環(huán)境中的實驗來驗證該輔導項目的有效性。

[1] 可簡單理解為對不同知識點的掌握情況。

1.教育認知診斷模型的在線個性化輔導系統(tǒng)開發(fā)

認知診斷測驗是在線個性化輔導系統(tǒng)中的重要組成部分。為了開發(fā)認知診斷測驗，相關學科專家對與“分數(shù)運算”單元有關的材料進行研討，提取出8個認知屬性，并基于這些認知屬性開發(fā)出兩份分數(shù)運算認知診斷測驗，每道題目對各認知屬性的考察情況也通過Q矩陣明確。這兩份認知診斷測驗將用于之后實驗的前測和后測。

在認知診斷測驗基礎上，一個在線個性化輔導系統(tǒng)被開發(fā)出來，系統(tǒng)共包含6個模塊：題庫管理模塊、賬戶管理模塊、測驗管理模塊、測試結果搜索模塊、認知診斷模塊、補救教學模塊。

學生登陸個人賬戶后，首先作答一個認知診斷測驗，完成測驗后學生的屬性掌握模式被估計（屬性掌握模式的估計依賴于認知診斷模型、項目參數(shù)以及Q矩陣，模型選擇、參數(shù)估計、Q矩陣修正通過預測試獲得，具體過程見文章），并向學生提供他們的個人診斷報告，診斷報告如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)診斷報告

通過診斷報告，學生可以了解到他們自己尚未掌握哪些屬性(X表示未掌握)，針對這些認知屬性的對應補救教學材料（圖中的T1-T8）也被提供，學生根據(jù)自己的屬性掌握情況，點擊相應鏈接（T1-T8）進行量身定制的補救教學。在補救教學時，首先與特定屬性相關的學習材料被呈現(xiàn)，學生學習后被要求回答一個問題來確認他是否已掌握該屬性，若回答錯誤繼續(xù)回到第一步的教學環(huán)節(jié)，以此循環(huán)直到回答正確，之后關于該認知屬性的小結被呈現(xiàn)給學生。同時當一個班級的學生都完成了認知診斷測驗后，系統(tǒng)也會向任課教師報告整個班級在各認知屬性上的掌握比例。

2.實驗設置

通過一個前測后測非等組設計實驗來驗證在線個性化輔導系統(tǒng)的有效性。被試來自臺灣2所學校的4個班級，各有2個班級被隨機分配至實驗組和控制組，實驗組共有35名學生，控制組有49名學生。兩組學生都進行關于“分數(shù)運算”的前測，一旦完成測驗，學生立刻就能獲知他們需要進行補救教學的認知屬性。在接下來的一周，實驗組學生在多媒體教室內使用在線個性化輔導系統(tǒng)，而控制組學生接受傳統(tǒng)的群體水平上的補救教學，之后兩組學生再接受后測。學生年級、補救教學材料和教學時間作為控制變量被控制。研究通過協(xié)方差分析來驗證兩組學生的后測分數(shù)是否顯著差異，同時通過配對樣本t檢驗來驗證不同能力組學生的前測后測分數(shù)是否差異顯著。

3.結果

結果表明：

（1）實驗組學生調整后的平均后測分數(shù)為84.10，控制組學生調整后的平均后測分數(shù)為79.89，兩組差異顯著(F[1,81]=5.236, P<.05)，基于認知診斷的在線個性化輔導系統(tǒng)比傳統(tǒng)的補救教學更加有效。

（2）對于使用輔導系統(tǒng)的不同能力組學生而言，高能力組學生、中等能力組學生和低能力組學生通過輔導系統(tǒng)學習后，后測成績相比前測成績分別提高了4.2分、11.0分和17.4分，且各組前后測成績的差異都達到顯著水平(P<.05)，說明輔導系統(tǒng)對不同能力學生都有效，特別是對于那些中低能力學生效果更加顯著。

（3）就微觀的認知屬性掌握情況來看，實驗組在各屬性上的平均掌握比例提高了6%，而控制組只提高了3%，更有意思的是控制組經過傳統(tǒng)補救教學后，在一些認知屬性上的掌握比例甚至出現(xiàn)了下降。對此研究者認為這可能是由于控制組只會被提供一個班級整體的屬性掌握情況，教師由于時間壓力，不會花過長時間來對那些有較高掌握比例的屬性進行補救教學，當一些學生不完全地掌握某一屬性時，他在前測中有可能答對與這屬性相關的題目，但在后測由于缺乏鞏固，就有可能答錯?？偠灾@表明傳統(tǒng)補救教學不能滿足每個學生的個性化需求。

研究者認為傳統(tǒng)的群體水平上的補救教學存在高低不就的問題，對于高能力學生而言這種程度的補救教學是不必要的，但對低能力學生而言這種程度的補救教學尚顯不足。而信息技術與認知診斷測驗的結合能夠具體了解每個學生的學習弱點并提供直接反饋，教師可以借此調整課程內容或提供針對性補救教學，學生也能更加了解自己的學習優(yōu)勢與弱點。

介紹文獻：Wu H M. Online individualised tutor for improving mathematics learning: a cognitive diagnostic model approach[J]. Educational Psychology, 2018: 1-15.

本文轉自微信公眾號“中國教育財政”。文章為作者獨立觀點，不代表芥末堆立場。