베이지안 네트워크를 활용한 교육 및 심리검사의 문항분석 = An exploratory study on quantitative item analysis using the Bayesian network

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 심리측정학 분야에서 활용 가능한 인지진단 도구의 하나로서 관심을 받고 있는 베이지안 네트워크를 통하여 교육 및 심리검사 실시 결과에 대한 양적 문항분석 작업을 수행하는 방법을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 우선 베이지안 네트워크를 검사 자료에 적용할 때 추정되는 조건부 확률표의 수치들을 활용하여 문항곤란도와 문항변별도를 정의하였다. 그리고 측정하고자 하는 피험자 능력 측면에서 각각 일차원성과 다차원성을 가정하는 두 종류의 실제 검사 자료에, 베이지안 네트워크를 이용한 문항분석을 실시한 뒤, 고전검사이론과 문항반응이론을 적용하여 산출된 문항분석 결과와 비교하였다. 그 결과, 문항분석 차원에서 세 가지 접근 방법 간에 상당한 수준으로 일치하는 결과를 얻을 수 있었다. 이러한 결과를 통하여, 베이지안 네트워크를 활용한 문항분석이 주어진 검사 자료에 대한 문항분석을 실시함에 있어서 실제적으로 적용 가능한 방법이라고 말할 수 있었다. 추가로, 베이지안 네트워크 문항분석이 보다 풍부한 정보를 제공하면서 더 다양한 맥락에서 활용되기 위하여 앞으로 심층적으로 연구되어야 할 부분에 대하여 논의하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study is to propose a quantitative item analysis method using the Bayesian network approach which is receiving attention as one of many possible cognitive diagnostic tools. To this end, the figures in conditional probability tables which are estimated through the Bayesian network are used to define item parameters such as item difficulty and item discrimination. Then, after performing the item analysis jobs for two kinds of actual data sets with the Bayesian network, the results were compared to those produced by the applications of classical test theory and item response theory. As a result, in terms of quantitative item analysis, similar results among the three approaches could be obtained. Through these results, it can be seen that the Bayesian network could be another applicable method for the purpose of item analysis. Finally, the future study issues to make this item analysis method provide richer information and be utilized in more complicated contexts were further discussed.

목차 (Table of Contents)

• 국문초록
• Ⅰ. 서론
• Ⅱ. 양적 문항분석 방법
• Ⅲ. 연구 방법
• Ⅳ. 연구 결과
• Ⅴ. 결론 및 논의
• 참고문헌
• ABSTRACT

참고문헌 (Reference)

1 황정규, "학교학습과 평가" 교육과학사 1998

2 나선웅, "컴퓨터 적응적 검사를 위한 베이지안 네트워크 기법" 한양대학교 2012

3 김성호, "중1 수학 검사자료를 사용한 통계적 능력진단모형의 개발과 활용" 8 (8): 153-181, 1995

4 나선웅, "베이지안 네트워크를 적용한 컴퓨터 적응적 검사" 38 (38): 262-265, 2011

5 나선웅, "베이지안 네트워크를 적용한 컴퓨터 기반 적응적 평가" 한국정보과학회 39 (39): 497-506, 2012

6 성태제, "교육평가의 기초" 학지사 2009

7 김성호, "과제수행능력과 과제수행과의 관계모형에 대한 통계적 접근방법" 7 (7): 177-200, 1994

8 Spiegelhalter, D. J., "WINBUGS 1.4* User Manual. [Computer Program.]" 2003

9 Reckase, M. D., "The past and future of multidimensional item response model" 21 : 25-36, 1997

10 Reckase, M. D., "The discriminating power of items that measure more than one dimension" 15 : 361-373, 1991

11 Murphy, K. P., "The Bayes Net Toolbox for Matlab"

12 Kolen, M. J., "Test equating: Methods and practices" Springer 2004

13 Bock, R. D., "TESTFACT 4.0 [Computer Program and manual]" Scientific Software International 2003

14 Mislevy, R. J., "Proceedings of the Fifteenth Conference on Uncertainty in Artificial Intelligence" Morgan Kaufmann 437-446, 1999

15 Johnson, A. P., "Notes on a suggested index of item validity : The U-L index" 62 : 499-504, 1951

16 Almond, R. G., "Modeling diagnostic assessments with Bayesian networks" 44 (44): 341-359, 2007

17 Sinharay, S., "Model diagnostics for Bayesian networks" ETS 2004

18 Embretson, S. E., "Item response theory for psychologists" Lawrence Erlbaum Associates, Inc., Publishers 2000

19 Mislevy, R. J., "Handbook of Test Development" Erlbaum 61-90, 2006

20 Bock, R. D., "Full-information item factor analysis" 12 : 261-280, 1988

21 Bolt, D. M., "Estimation of compensatory and noncompensatory multidimensional item response models using Markov chain Monte Carlo" 27 : 395-414, 2003

22 Millán, E., "Computer and Education in the 21st Cenury" Springer 217-228, 2000

23 Harris, D., "Comparison of 1-, 2-, and 3-parameter IRT models" 8 (8): 35-41, 1989

24 Mislevy, R. J., "Cognitively diagnostic assessment" Erlbaum 43-71, 1995

25 de la Torre, J., "Cognitive diagnosis modeling: a general framework approach" 2011

26 Zimowski, M. F., "Bilog-MG: Multiple-group IRT analysis and test maintenance for binary items [Computer software]" Scientific Software International 1996

27 Kim, K. -S., "Bayesian network approach to computerized adaptive testing" 6 (6): 75-82, 2012

28 Vomlel, J., "Bayesian Networks in Educational Testing" 12 (12): 83-100, 2004

29 Jensen, F. V., "Bayesian Networks and Decision Graphs" Springer Verlag 2007

30 Korb, K. B., "Bayesian Artificial Intelligence" CRC Press 2010