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认知诊断模型的标准误与置信区间估计:并行自助法

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心理学报 2022年第6期54卷 703-724页

作者：刘彦楼曲阜师范大学教育大数据研究院山东济宁273165

认知诊断模型的标准误(Standard Error, SE;或方差—协方差矩阵)与置信区间(Confidence Interval, CI)在模型参数估计不确定性的度量、项目功能差异检验、项目水平上的模型比较、Q矩阵检验以及探索属性层级关系等领域有重要的理论与实... 详细信息

认知诊断模型的标准误(Standard Error, SE;或方差—协方差矩阵)与置信区间(Confidence Interval, CI)在模型参数估计不确定性的度量、项目功能差异检验、项目水平上的模型比较、Q矩阵检验以及探索属性层级关系等领域有重要的理论与实践价值。本研究提出了两种新的SE和CI计算方法:并行参数化自助法和并行非参数化自助法。模拟研究发现:模型完全正确设定时,在高质量及中等质量项目条件下,这两种方法在计算模型参数的SE和CI时均有好的表现;模型参数存在冗余时,在高质量及中等质量项目条件下,对于大部分允许存在的模型参数而言,其SE和CI有好的表现。通过实证数据展示了新方法的价值及计算效率提升效果。

关键词：认知诊断模型标准误置信区间自助法并行计算

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认知诊断模型中被试参数估计方法的选择

心理学

认知诊断模型Q矩阵修正:完整信息矩阵的作用

心理学 2024年第5期

作者：周蔓刘彦楼滕雅茹

根据被试的反应数据获得精细化诊断信息，为研究者提供个性化的指导是CDM的主要目的之一。以往研究在DINA模型下比较了被试参数估计方法(MLE、MAP和EAP)的表现，但在实践中如何选择最有效的方法仍有待研究。本文从理论角度探讨了不同知... 详细信息

根据被试的反应数据获得精细化诊断信息，为研究者提供个性化的指导是CDM的主要目的之一。以往研究在DINA模型下比较了被试参数估计方法(MLE、MAP和EAP)的表现，但在实践中如何选择最有效的方法仍有待研究。本文从理论角度探讨了不同知识状态分布对被试参数估计方法的影响，并进行了模拟研究。结果发现：当属性之间相关时，EAP和MAP方法的分类结果相似并高于MLE。鉴于实践中属性一般呈中等或高相关，建议选择EAP/MAP作为被试参数估计方法。

关键词：认知诊断模型知识状态 MLE MAP EAP cognitive diagnostic model knowledge state MLE MAP EAP

来源：人大复印报刊资料评论

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人大复印报刊资料

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心理学报 2023年第1期55卷 142-158页

作者：刘彦楼吴琼琼曲阜师范大学教育大数据研究院曲阜师范大学心理学院山东济宁273165

Q矩阵是CDM的核心元素之一,反映了测验的内部结构和内容设计,通常由领域专家根据经验进行主观界定,因此需要对可能存在的错误进行修正。本研究提出了一种新的Q矩阵修正方法——基于完整经验交叉相乘信息矩阵的Wald-XPD方法。采用Monte C... 详细信息

Q矩阵是CDM的核心元素之一,反映了测验的内部结构和内容设计,通常由领域专家根据经验进行主观界定,因此需要对可能存在的错误进行修正。本研究提出了一种新的Q矩阵修正方法——基于完整经验交叉相乘信息矩阵的Wald-XPD方法。采用Monte Carlo模拟检验了新方法的表现,并与同类方法进行了比较。研究表明:新开发的Wald-XPD方法在Q矩阵恢复率、保留正确标定属性的比例以及修正错误标定属性的比例这3个主要指标上均有较好的表现,且整体上优于其他方法,尤其是在修正错误标定的属性方面。通过实证数据展示了Wald-XPD方法在Q矩阵修正中的良好表现。总之,本研究为Q矩阵修正提供了有效的方法。

关键词：认知诊断模型 Q矩阵 XPD矩阵 Wald检验

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模型参数点估计的可靠性:以CDM为例

心理学报 2023年第10期55卷 1712-1728页

作者：刘彦楼陈启山王一鸣姜晓彤曲阜师范大学教育大数据研究院山东济宁273165 曲阜师范大学心理学院山东济宁273165 “儿童青少年阅读与发展”教育部哲学社会科学实验室(华南师范大学) 广州510631 华南师范大学心理学院广州510631

心理学研究中,不恰当的模型参数估计框架或收敛准则严重影响模型参数点估计的可靠性,进而影响到研究结论的可靠性。本研究提出了基于MLE-EM的CDM模型参数估计新框架,以及新收敛判断方法。通过模拟研究与实证数据分析的方式,探索了新参... 详细信息

心理学研究中,不恰当的模型参数估计框架或收敛准则严重影响模型参数点估计的可靠性,进而影响到研究结论的可靠性。本研究提出了基于MLE-EM的CDM模型参数估计新框架,以及新收敛判断方法。通过模拟研究与实证数据分析的方式,探索了新参数估计框架和新收敛判断方法的表现,并与已有模型参数估计框架及收敛判断方法进行了比较。结果显示,新的模型参数估计框架及收敛准则的表现优于已有的模型参数估计框架及收敛准则,能有效提高模型参数点估计的可靠性。

关键词：参数估计点估计收敛准则认知诊断模型

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方差—协方差矩阵在认知诊断中的作用

心理学探新 2023年第3期43卷 262-268页

作者：吴琼琼赵悦刘彦楼曲阜师范大学心理学院济宁273165 曲阜师范大学教育大数据研究院济宁273165

认知诊断模型(cognitive diagnostic model,CDM)的统计检验目前主要包括模型参数的标准误估计、项目功能差异检验、项目水平模型比较、Q矩阵修正、属性层级关系探索等5个重要的研究领域。方差—协方差矩阵(信息矩阵的逆矩阵)在CDM的以上... 详细信息

认知诊断模型(cognitive diagnostic model,CDM)的统计检验目前主要包括模型参数的标准误估计、项目功能差异检验、项目水平模型比较、Q矩阵修正、属性层级关系探索等5个重要的研究领域。方差—协方差矩阵(信息矩阵的逆矩阵)在CDM的以上5种统计检验中具有基础和核心的作用。文章评述了方差—协方差矩阵在CDM的统计检验中的作用,梳理了以往研究者提出的信息矩阵估计方法的发展思路和脉络。最后对已有研究存在的重要问题进行讨论和展望。

关键词：认知诊断模型方差—协方差矩阵信息矩阵标准误 Q矩阵修正

认知诊断测验中基于信息矩阵的多群组DIF检验

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心理科学 2022年第3期45卷 710-717页

作者：孙小坚刘彦楼王诗梦辛涛宋乃庆周蔓西南大学数学与统计学院重庆400715 中国基础教育质量监测协同创新中心西南大学分中心重庆400715 曲阜师范大学中国教育大数据研究院曲阜273165 北京师范大学中国基础教育质量监测协同创新中心北京100875 曲阜师范大学心理学院曲阜273165

基于改进的Wald统计量,将适用于两群组的DIF检测方法拓展至多群组的项目功能差异(DIF)检验;改进的Wald统计量将分别通过计算观察信息矩阵(Obs)和经验交叉相乘信息矩阵(XPD)而得到。模拟研究探讨了此二者与传统计算方法在多个群组下的DI... 详细信息

基于改进的Wald统计量,将适用于两群组的DIF检测方法拓展至多群组的项目功能差异(DIF)检验;改进的Wald统计量将分别通过计算观察信息矩阵(Obs)和经验交叉相乘信息矩阵(XPD)而得到。模拟研究探讨了此二者与传统计算方法在多个群组下的DIF检验情况,结果表明:(1)Obs和XPD的一类错误率明显低于传统方法,DINA模型估计下Obs和XPD的一类错误率接近理论水平;(2)样本量和DIF量较大时,Obs和XPD具有与传统Wald统计量大体相同的统计检验力。

关键词：认知诊断测验项目功能差异多群组改进的Wald统计量

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大学生自我概念、归因方式与心理健康的关系

大学生自我概念、归因方式与心理健康的关系

作者：刘彦楼曲阜师范大学

学位级别：硕士

国内外诸多学者的研究表明,自我概念与归因方式对个体的心理健康有重要的影响。大学生自我概念与归因方式对心理健康的研究,可以为大学生心理健康的研究提供理论依据,为大学生心理健康教育工作提供适合的切入点,对于提高大学生的心理健... 详细信息

国内外诸多学者的研究表明,自我概念与归因方式对个体的心理健康有重要的影响。大学生自我概念与归因方式对心理健康的研究,可以为大学生心理健康的研究提供理论依据,为大学生心理健康教育工作提供适合的切入点,对于提高大学生的心理健康水平,减少日益增多的大学生心理健康问题具有重要意义。本研究在广泛综述与评价国内外有关自我概念与归因方式发展研究成果的基础上,提出了研究的目的,即探讨我国大学生自我概念、归因方式与心理健康的特点;探讨大学生自我概念、归因方式与心理健康之间的关系。首先,本研究利用计算机网络调查技术,整个问卷调查过程全部在电脑上进行,实现了无纸化操作,省时,省力,而且避免了纸质问卷的调查方式存在的种种弊端;本研究采用MSSQL server 2000软件进行数据储存及提取。其次,运用SPSS13.0和LISREL8.70软件,对调查数据进行信、效度分析,描述性统计分析,独立样本T检验,单因素方差分析,相关分析和中介效应检验。研究结果如下:(1)道德自我维度的性别差异显著,男生的道德自我概念得分显著低于女生;自我批评维度的性别差异显著,男生的自我批评得分高于女生;而自我总分及生理自我、心理自我、家庭自我、社会自我、自我认同、自我满意和自我行动七个维度不存在显著的性别差异。(2)归因方式持久性维度的性别差异显著,男生得分显著低于女生;归因总分及自身性和整体性两个维度的性别差异均不显著。(3)归因方式上自身性维度的文、理科差异显著,文科生得分显著高于理科生;归因总分及持久性和整体性两个维度的文、理科差异均不显著。(4)心理健康强迫症和偏执两个维度的性别差异显著;健康总分及躯体化、人际关系、抑郁、焦虑、敌对、恐怖、精神病和其他八个维度的性别差异均不显著。(5)对大学生内隐自我概念高分组低分组进行独立样本t检验发现两者在外显自我概念中的自我批评维度差异显著,高分组在自我批评维度上得分高与低分组。(6)自我概念在归因方式对心理健康的影响中存在中介效应。

关键词：自我概念归因方式心理健康中介效应

项目反应理论与认知诊断模型的参数估计:模型整合视角

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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北京师范大学学报（自然科学版） 2017年第6期53卷 742-748页

作者：刘彦楼辛涛田伟曲阜师范大学中国教育大数据研究院山东曲阜273165 北京师范大学中国基础教育质量监测协同创新中心北京100875

将极大似然期望最大化(maximum likelihood estimation via the expectation maximization,MLE-EM)算法拓展到了广义诊断模型估计中,并详细描述了如何使用期望最大化算法计算模型参数的极大似然估计值.从理论上明确指出,在认知诊断模型... 详细信息

将极大似然期望最大化(maximum likelihood estimation via the expectation maximization,MLE-EM)算法拓展到了广义诊断模型估计中,并详细描述了如何使用期望最大化算法计算模型参数的极大似然估计值.从理论上明确指出,在认知诊断模型中存在的2类参数,即项目参数和结构参数,都是从观察数据中自由估计获得的.据此对项目反应理论和认知诊断模型中所用的边际极大似然估计期望最大化(marginal maximum likelihood estimation via the expectation maximization,MMLE-EM)算法理论进行了澄清,指出以往一些研究出现错误结论的原因.最后从模型整合的视角上为后续的研究提出了4条建议.

关键词：项目反应理论认知诊断模型广义诊断模型参数估计方法模型整合

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HO-GDINA模型的EM算法参数估计

心理学探新 2017年第5期37卷 441-448页

作者：易芹田伟杨涛辛涛刘彦楼北京第五中学分校北京100009 中国基础教育质量监测协同创新中心北京100875 中国教育大数据研究院济宁273165

Generalized DINA Model(G-DINA)为认知诊断模型提供了一个一般性的理论框架,而高阶诊断模型不仅能描述被试的总体水平,还能描述被试对属性的掌握情况(微观的认知状态)以及被试掌握属性与能力的关系,提供更丰富的信息。如果能把这两者... 详细信息

Generalized DINA Model(G-DINA)为认知诊断模型提供了一个一般性的理论框架,而高阶诊断模型不仅能描述被试的总体水平,还能描述被试对属性的掌握情况(微观的认知状态)以及被试掌握属性与能力的关系,提供更丰富的信息。如果能把这两者结合起来,可能对实际诊断工作的操作有较大帮助。文章首先对考虑高阶结构的整合性模型——HO-GDINA模型的形式进行讨论,探讨其参数估计EM算法的实现,并用模拟过程对模型的估计精度进行研究,结果验证了HO-GDINA的EM算法的正确性,并且说明该算法对该模型有较高估计精确度。然后用饱和模型在约束条件下的特殊形式HO-DINA模型对"分数减法"这一经典数据进行EM算法参数估计和具体分析,展示了HO-GDINA在实际情况中的具体使用,并与de la Torre之前用MCMC估计算法得到的研究结果做比较,基本一致,进一步表明HO-GDINA模型的参数估计EM算法在实际情境中的特殊形式下仍然适用。

关键词：认知诊断模型 HO-GDINA模型 EM算法估计精度