首頁 認知診斷評價理論基礎

第一節 幾個基礎概念

一、極大似然估計

關於極大似然估計,我們可以先看一個例子:

某位同學與一位獵人一起外出打獵時,一隻野兔從前方竄過。隻聽一聲槍響,野兔應聲倒下,如果讓你推測,這一發命中的子彈是誰打的,你就會想,隻發一槍便打中,由於獵人命中的概率一般大於這位同學命中的概率,看來這一槍是獵人打的。

在上述例子中,關於結果所做的推斷(執果尋因)就體現了極大似然估計的基本思想。

我們以DINA模型為例,通過估計其項目參數來講解極大似然估計的原理和過程。

若我們已獲得所有被試在測驗第i題上的作答得分向量(x1,x2,x3,…,xn),以及所有被試的屬性掌握模式αj(j=1,2,…,n),該題的屬性向量為qi。我們的目標是估計未知的項目參數βiη。

因此,求項目參數βiη的估計值的問題,就變成了求似然函數L(βiη)的最大值的問題。而求函數極大值的問題,隻要導函數存在,一般就會轉化為求函數對未知參數的一階導並令其為0的方程根的問題。所以,求上麵這個似然函數極值的問題可通過解下麵這個方程:

來解決。解這個方程得到的βiη值,就是項目參數的合理估計值。

似然函數式(7-2)為概率的連乘積,如果對該似然函數式取對數,則可以轉換為概率連加和的形式,這將大大簡化計算過程。而且,因為lnL是L的增函數,所以,lnL與L會在相同位置取得最大值。我們稱l(βiη)=lnL(βiη)為對數似然函數(log-likelihood function)。因此,我們常將方程(7-3)寫成:

方程(7-4)稱為對數似然方程。解方程(7-4)或(7-3)得到的值,就是項目參數的極大似然估計值。

總結求極大似然估計值的一般步驟如下:

①導出樣本結果的聯合概率函數(或聯合密度);