2020年10月,伴随着《深化新时代教育评价改革总体方案》的颁布,我国正式拉开了教育评价改革的序幕。方案指出要改进中小学校评价并依托信息技术加强对监测结果的运用,从而提高教育评价的科学性、专业性和客观性。但目前,在应试教育根深蒂固的中国传统基础教育中,部分师生仍然秉持“为评价而学习”的思想,忽视了学生获取分数的认知过程,导致评价对教育指导的促进作用被削弱。认知诊断理论作为新一代的测验理论,综合了认知心理学、心理测量学和计算机科学等几方面知识,不仅关注个体宏观层次的能力水平评估,更能深入考察学生内部的知识结构和心理加工过程,实现对个体认知发展状况的诊断评估,从而为教师的教和学生的学提供基于证据的指导。因此,本文主要以认知诊断理论为基础,以高中元素周期律为载体,开展化学教学评价的应用研究。论文主要包括以下几个部分:第一部分,绪论。该部分首先阐述了研究背景,然后梳理了国内外关于认知诊断和元素周期律的研究现状,确定了本文的研究问题和着手点,并从多个角度出发论述了本研究的意义。第二部分,相关概念与理论综述。该部分对相关概念包括认知、认知诊断、认知诊断模型、认识属性、属性层级关系及Q矩阵进行了概念界定,然后简要介绍了常用认知诊断模型的基本假设和数学表达式。第三部分,研究设计。该部分从整体提出了本研究的研究内容、研究对象、研究方法以及研究思路。第四部分,认知属性研究。该部分通过对课标、教材、高考题等资料进行文本分析,界定出了六个“元素周期律”的认知属性,分别是原子结构（A1）、元素周期表（A2）、元素周期律（A3）、基于代表物及分类观认识的物质性质及用途（A4）、元素周期表和元素周期律的应用（A5）以及基于元素“位-构-性”认识的物质性质及用途（A6）,并结合不同版本教材的编排共性和专家意见构建出了一个合理的“元素周期律”认知属性的层级关系。第五部分,诊断工具研究。该部分基于Q矩阵理论,开发出了诊断“元素周期律”认知属性掌握情况的工具,并基于经典测验理论和项目反应理论对试题进行质量分析。经过对项目的信度和效度、难度和区分度以及项目难度与学生能力的匹配度的检验和对试题的修订,最终形成了一份质量合格的、由18个项目组成的高中“元素周期律”认知诊断测验工具。第六部分,实证研究。该部分以某中学高一学生为研究对象,通过纸笔测验,将学生的作答数据与不同的认知诊断模型进行拟合,并选择拟合度最好的模型作为基础进行下一步的认知诊断分析,从而得到了学生关于“元素周期律”的认知诊断结果。最后是研究总结与展望。研究得出以下结论:（1）高中必修阶段“元素周期律”的认知属性层级关系合理、有效;（2）高中“元素周期律”认知属性诊断测验的质量可靠;（3）G-DINA模型能够运用于高一学生“元素周期律”的认知诊断分析;（4）六个属性在430名被试中的被掌握情况有所差异;（5）全体被试在高中元素周期律内容上总共存在6条学习路径。在研究结论的基础上,进一步论述了研究所得的启示以及对后续研究的展望。