[摘 要]如何对学生知识状态进行准确的诊断是实现个性化教学的核心环节。规则空间模型是对学生知识状态进行认知诊断的有效方法之一。然而，大规模诊断代价较高，规则空间模型常用于大规模的统一测验，而小规模课堂实时诊断是开展个性化教学的内在要求。文章提出了基于近似子图的规则空间生成方法，通过计算领域知识图的近似子图来压缩规则空间规模，使其满足小规模认知诊断的实时性需求。在此基础上，构建了基于近似子图的教学认知诊断模型，并将其用于《JAVA语言程序设计》课程中开展教学实验，实验数据说明该模型能够在保证诊断准确率的前提下达到课堂实时认知诊断的目的，能够及时帮助学生发现自身知识缺陷并开展有针对性的补救学习，最终有效改善学生学习效果。调查问卷结果显示，参与实验的学生普遍认为该教学模式较传统课堂更为轻松和高效。
[关键词]规则空间模型；近似子图；实时认知诊断；教学认知诊断模型
一引 言
随着人工智能、认知科学等领域研究成果在教育教学中的快速发展和广泛应用，智能导师系统、个性化学习系统开始大量涌现，推动了教育教学向更加智能化和个性化的方式转变。个性化教学能够从学生的个性特点和发展潜能出发，采取灵活、合适的方式满足学生的个体需求，使其个性获得全面、和谐地发展。开展个性化教学成为实现素质教育至关重要的措施和手段。目前，实现个性化教学的主要手段是使用计算机辅助测验对学生知识结构进行诊断，然后根据诊断结果开展有针对性的资源推送和路径规划等补救教学活动。其核心问题是通过构建教学的诊断模型为学生规划精准和个性化的学习路径，同时为教师实施有针对性的补救教学提供数据支持。
实时认知诊断[1,2]是帮助教师和学生及时发现学生群体认知缺陷及个人认知缺陷，并进行个性化教学和学习的有效途径。文章针对日常教学中的小规模实时认知诊断问题，提出了基于近似子图的教学认知诊断模型，分析了模型的特点及原理，并给出了应用实例，最后对实验结果进行分析得出结论。
二相关研究
近年来，研究人员提出了多种教学诊断模型来支持个性化教学，Tsai提出两层诊断测试模型来评价学生对知识点的掌握情况。与传统测试相比，两层诊断测试模型[3]使学生关注的重点由选择的正误变为做出选择的原因。因此，学生在测试中“猜中”或者“失误”的概率大幅度降低，测试结果较为真实地反映出学生的知识状态。教师能够根据不同学生的认知水平高效的组织教学活动。然而，两层诊断测试模型在测试项目中涉及的层数较少，在一定程度上仍然存在误差。
作者：黄宏涛