第二节 属性及其结构（第1页）

第二节属性及其结构

一、属性

属性（attribute）是认知诊断评价理论中最基础的概念。万物均有各种属性，属性是事物的性质与事物之间关系的统称。人本身就包括生理属性和心理属性。生理属性包括性别、身高、体重、视力、血压等，而心理属性包括感觉、知觉、思维、情绪、性格、能力等，这些都是人的属性。在这些属性中，能力有高低之分，情绪有稳定与不稳定之分，等等。这些属性及其表现描述了不同人之间的差异和关系。属性和关系可以完整地描绘一个特定的人，如一个情绪稳定、性格外向、能力超强的人。

在认知诊断评价理论中，属性专门指人的心理属性，而当前绝大部分研究涉及的心理属性仅指知识、技能等标志能力类的属性，当然这并不意味着这个概念不包括性格、情绪等心理属性。在本书中，除非特别说明，属性专门指知识、技能等能力类的心理特质，在其他特质领域的应用可以合理地进行类比。

关于能力特质，从不同角度或层面看就会有不同的认识，由此，心理学就提出了许多的能力结构理论。在此，我们根据各种能力结构理论将能力特质分为3个水平，分别是一般能力、能力倾向和学业成就。一般能力类似于智力，是人们完成每一种活动都必须具备的能力，是人人都有的，但每个人的一般能力水平是不同的，所谓一个人“聪明”“普通”或“愚笨”，正是由一般能力水平的高低决定的。一般能力水平的高低会影响人们在各种任务中的最好表现，包括学业问题和社会问题的处理。一般认为，一般能力主要受遗传的影响，很难在后天得到明显改善，当然也很难退化。能力倾向是指一个人能学会什么，以及一个人获得某类新知识和技能的潜力如何，而不是当时就已经具备的现实条件。比如，有的人具有艺术天赋，意味着他在艺术领域具有很好的发展潜力；有的人数字能力很强，可能意味着他能够在数学领域有好的发展潜力，等等。因此，能力倾向意味着个体在某类任务领域具有优势。能力倾向部分受先天因素影响，也能够通过后天训练得到加强。学业成就指的是一个人在某个具体的学科领域的实际表现，主要通过评价个体在学校学习的综合表现来体现。学业成就当然会受到一般能力水平的影响，但可以通过后天的努力得到明显改善，但学业成就也容易退化。当前，认知诊断评价理论主要研究的领域就是对学生的学业成就水平进行诊断。

具体来说，属性指的是会影响人的外显行为表现的那些潜在的、内隐的心理特质。比如，在解决一个数学问题时，被试的行为（作答）结果就会受到他已掌握的相关知识和技能水平的影响。被试掌握的知识技能和策略越完整，则完成该数学问题任务的概率越高。在被试完成其他类似的问题任务时情形也是如此。在学业成就类问题任务中，影响被试完成任务的因素包括知识、技能、经验及策略的应用等。

通过测验的形式来评价被试在某个学业领域的发展水平是当前常用的方法，这种形式的最大优势就是可以同时进行大规模的数据采集工作，既方便个体水平的评价，也非常有利于群体水平的评价。在测验编制之前，编制者总是会有一个正式或非正式的测验蓝图，用于指导测验的编制工作，以保证编制的测验是有效的。这个测验蓝图代表了评价的目标，该目标一般包括评价的内容领域，如测试的章节目或知识点等；包括评价的认知领域，如记忆、归纳推理、综合分析等；包括题目的难度要求。在现在许多大规模的评价项目中，评价的目标还包括情感、兴趣、价值观等非认知领域。当然，这些目标之间存在着关联，内容目标是其他各种目标的载体，如记忆、归纳、综合分析的水平需要通过相应内容的题目作答表现来评价。但内容目标与认知目标不必一一对应，有些内容适合测试记忆能力，有些内容适合测试综合分析能力，有些内容则适合测试各种能力。

诊断是要对我们需要评价的目标进行分析，可以对被试在某内容领域的掌握情况进行诊断，可以对被试认知能力发展水平进行诊断，也可以对其非认知领域的发展状况进行诊断，当然也可以同时诊断多个目标。在当前绝大部分认知诊断评价研究中，主要的评价目标是分析被试对各内容领域特别是知识点的掌握水平。以上这些目标在认知诊断评价理论中统称为属性。

属性是测量目标领域的内容维度，这些内容维度之间可能是相互独立的关系，也可能存在相互关联的关系，如某些属性是学习掌握另外一些属性的前提条件。在进行认知诊断评价之前，我们需要首先分析清楚各个属性之间的结构关系。清晰的属性结构关系有三个方面的优势：一是能够更深入地掌握测量目标领域的认知结构模型；二是能够更好地指导测验的编制工作；三是能够更好地指导提供诊断评价后的信息反馈。

典型的属性层级关系形式有直线型、收敛型、发散型、无结构型，如图3-1所示。

图3-1属性层级关系图

二、邻接矩阵

邻接矩阵（adjacymatrix，通常记为A矩阵）用矩阵的形式表示测验属性之间直接的层级关系，如图3-2所示。

图3-2邻接矩阵示例

图3-2说明了属性1是属性2和属性4的前提；属性2是属性3的前提；属性4是属性5和属性6的前提。该矩阵表达的属性间的层级关系用图形的形式表示就如图3-1中的C图所示。

需要注意的是，邻接矩阵中未表示属性自身之间的关系。

三、可达矩阵

可达矩阵（reachabilitymatrix，通常记为R矩阵）用于表示属性之间直接和间接的层级关系，如图3-3所示的可达矩阵为图3-2所表示的层级关系。

图3-3可达矩阵示例

如图3-3所示，同时结合图3-2，属性1可达所有属性，也就是说属性1是所有属性的前提；属性2可达属性3，也就是说属性2只是属性3的前提；属性3、属性5和属性6则除自身外，不是任何其他属性的前提；属性4则是属性5和属性6的前提。

因此，可达矩阵其实说明了各个属性之间直接和间接的前提条件关系，包括属性自身的内部关系。这些关系通过如图3-1所示的形式显得更加直观。