当前国际竞争激烈,对人才的要求也在不断提高,各种提高教育质量的研究与教育改革实验应运而生,学习进阶就是其中的一大研究热点,其目标是改变学生知识零散这一状况。无论是课程开发还是单元教学研究,学习进阶都由于有扎实的实际观测数据的支持而得到教育界的广泛认可。但已有研究多以单维测量模型为主,而单维测量模型是以“学生的能力是连续的”为基本假设,认为学习进阶水平是依据能力的线性增长的,这与学生的概念发展多路径、多节点的现实不匹配,其结果也不能很好地解释与描述个性化的概念发展。此外,基于项目反应理论模型只能通过个体的能力值主观划分进阶水平,而始终无法为学生提供精细且客观的诊断信息。基于以上背景,本研究提出应用规则空间模型开发学习进阶。规则空间模型是多维测量模型中较为完善的一种认知诊断模型,它把学生在处理问题时需要的知识或技能定义为属性,通过属性间不同的排列组合生成不同属性模式,并用以诊断学生的认知结构,根据学生的作答概率验证学习进阶假设。规则空间模型能够清晰表征学生在发展概念时出现的多路径问题,但其适用于时间跨度较小的单元教学,因此,本研究选择八年级中抽象程度高、学生认知难度大、认知过程复杂的浮力单元作为研究的内容载体,基于规则空间模型开发浮力单元的学习进阶。研究的主要内容如下:第一,文献综述。通过梳理文献,了解学习进阶、规则空间模型以及浮力教学的研究现状。了解基于规则空间模型开发学习进阶的基本步骤与方法,了解过往研究中的优缺点,掌握当前研究的趋势与热点。了解课程标准对浮力单元的要求,以及已有研究中对学生学习浮力时出现的问题的描述。第二,基于专家学者、课程标准、教材及过往研究成果,界定浮力单元中的关键属性及属性间的层级关系。第三,根据属性及其层级关系,初步构建学习进阶假设,包括学习进阶的水平及学生在各水平中的表现。第四,根据属性及层级关系计算Q矩阵,Q矩阵理论中的邻接矩阵和可达矩阵表征了属性间直接或间接的关系,典型属性矩阵表征了测验题目与属性间的关系,根据Q矩阵编制浮力测验项目,组合形成浮力单元的认知诊断工具。第五,评估浮力单元测验题目的测量学指标并施测于样本,通过诊断结果验证或修正浮力单元学习进阶假设。第六,分析学生对每个属性的掌握情况,了解可能存在的全部认知路径,根据诊断结果与验证后的学习进阶,提出个性化的互动教学视频,使学生能够有针对性的自主学习。本研究最终给出了学生学习浮力时学习进阶的四级水平及其特征。研究发现学生在浮力学习中呈现不同掌握模式。研究结果表明,其中处于最低水平的学生仅仅能够识别浮力的现象,无法从力与运动关系的角度分析浮沉现象;处于最高水平的学生能够掌握阿基米德原理,能够根据相对密度解物体的释浮沉;中低水平学生的进阶过程呈现多路径化。根据学生浮力单元的学习进阶结果,设计了浮力单元的个性化互动教学视频。通过互动视频,学生可以根据自身的学习特点、知识背景和兴趣自主安排学习时间,高效、便捷且有针对性的完成学习目标。