认知诊断理论是认知心理学与心理测量学相结合的产物,是新一代测试理论的核心。在教育教学领域,认知诊断理论的主要研究工作是探索学生在特定领域的潜在认知过程或结构,试图解释学生个体差异的现象。在物理学领域,理想气体是热学的重要组成部分。对这一内容的研究有助于促进学生物理核心素养的形成,如物理模型的构建和物理概念的确立。有鉴于此,本文以认知诊断理论为基础,对理想气体内容进行认知诊断研究。首先,基于认知诊断理论,通过分析教材（人民教育出版社版本和上海科技教育出版社版本）以及课程标准,并结合专家教授和一线教师以及对学生的口语报告分析,从“知识结构”和“加工技能”两个认知加工过程中识别出高中生理想气体学习的基本认知属性,并通过网上问卷的形式对其进行认同度调查,对其确定的认知属性进行修改、完善,最终得出了高中生理想气体学习的六个认知属性并构建了其属性的层级结构。然后,在认知诊断测试理论的指导下,设计并编写测试材料,对测试项目考核的属性进行编码,并最终确定了测试的Q矩阵。然后进行认知诊断的实际测试。选取了某中学10个班的358名学生进行了测试,包括3个A班、5个B班和2个C班（根据学习成绩依次为A、B、C班）。通过实际测量,对试验项目的项目参数（项目P值、猜测参数gj、误差参数sj、判别度w1j、难度w2j）进行了测量和统计,分析了试验项目的质量,确定了试验材料的可靠性。并通过层级回归分析,验证了属性的完备性及合理性。最后,运用认知诊断DINA模型,通过R软件的CDM包对被试的认知诊断进行分析。获得被试整体的属性掌握情况和认知状态,并对个别被试进行诊断分析,并给出了被试的认知诊断结果报告。研究结果表明:（1）六种认知属性是理想气体（R2=826）的主要认知成分。它们是“理想气体模型”、“气体热现象的微观意义”、“理想气体状态方程”、“气体状态变化的图像问题”、“状态参数的确定”和“复杂状态变化分析”。（2）从属性的掌握情况来看,学生在整体上对于认知属性的掌握存在明显差异,“加工技能”过程中所涉及的属性掌握情况要明显低于“知识结构”过程中所涉及的属性,学生存在的主要困难是在“加工技能”过程中,且不同层次的班级存在较大差异;（3）学生主要有14种认知掌握状态（占81.27%）,在所有认知状态中,出现频次最多的认知状态为:“111111”（36.59%）、“101110”（11.17%）,占总人数的 44.76%,通过对学生的认知状态的分析也可以进一步确定学生的困难主要在“加工技能”方面;（4）认知诊断工具可被用于分析个体的认知诊断,了解每个学生的认知状况,并给出其个性化的诊断报告,为个体化指导提供依据。