認知的スキルの診断を学習者の背景情報を考慮して行う統計モデル群の拡充と基盤構築

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交付申請書に記載した研究の目的は、学習者の様々な背景情報と，学習において修得が求められる認知的スキルとの関連を適切に定量化できる統計モデル群の拡充とその研究基盤の構築であり、研究実施計画は、1つは、認知診断モデルにおける特異機能に対して、ベイズ罰則化による解決策を提案する研究、もう１つは、学習者の背景情報とテスト項目との関連について、歴史的に研究されてきて、今もなお新しい手法が提案されている項目反応理論の特異項目機能の研究をレビューし、理論的な観点だけでなく、シミュレーションや実際の大規模国際調査で使われたテストデータへの適用によって、実証的に最適と考えられる手法を特定していくことであった。1つめの研究については、アトリビュートと学習者の背景情報を考慮した多母集団認知診断モデルにおいて、ベイズ罰則化であるlassoおよびspike-and-slab事前分布を用いることで、アトリビュートの修得困難度と高次潜在特性についてのパラメタの不定性に対処しながら集団異質性を考慮するモデルを考え、実験的シミュレーションの結果だけでなく大規模国際学力調査であるPISAのデータに適用した際の結果をまとめて学会発表した。2つめの研究については、OECDの研究者との共同研究にて、PISA本調査における項目反応モデルでの項目レベルの集団異質性に加えて、テスト実施モードによる異質性を因果推論の観点から調べる研究を進めた。これら予め計画していた研究に加えて、ベネッセ教育総合研究所の研究者との共同研究において、認知診断アセスメントのための自動項目生成システムに対して、認知診断モデルを適用することで、自動項目生成システムの構築に合わせてシステムの妥当化を行う研究を実施した。この研究では、細かく分けると3つの研究が現在も進行中であり、うち１つは学会誌に投稿済みであり査読結果を待っている状況である。