最近我们被客户要求撰写关于Rasch的研究报告。几个月以来,我一直对序数回归与项目响应理论(IRT)之间的关系感兴趣。
最近,我花了点时间尝试理解不同的估算方法。三种最常见的估算方法是:
可下载资源
- 联合最大似然(JML)
- 条件逻辑回归,在文献中称为条件最大似然(CML)。
- 标准多级模型,在测量文献中称为边际最大似然(MML)。
阅读后,我决定尝试进行Rasch分析,产生多个Rasch输出。
范例
需要ggplot2和dplyr才能创建图表。
library(Epi) # 用于带对比的条件逻辑回归
library(lme4) # glmer
library(ggplot2) # 用于绘图
library(dplyr) # 用于数据操作
数据。
raschdat1 <- as.data.frame(raschdat)
CML估算
res.rasch <- RM(raschdat1)
系数。
coef(res.rasch)
beta V1 beta V2 beta V3 beta V4 beta V5
1.565269700 0.051171719 0.782190094 -0.650231958 -1.300578876
beta V6 beta V7 beta V8 beta V9 beta V10
0.099296282 0.681696827 0.731734160 0.533662275 -1.107727126
beta V11 beta V12 beta V13 beta V14 beta V15
-0.650231959 0.387903893 -1.511191830 -2.116116897 0.339649394
beta V16 beta V17 beta V18 beta V19 beta V20
-0.597111141 0.339649397 -0.093927362 -0.758721132 0.681696827
beta V21 beta V22 beta V23 beta V24 beta V25
0.936549373 0.989173502 0.681696830 0.002949605 -0.814227487
beta V26 beta V27 beta V28 beta V29 beta V30
1.207133468 -0.093927362 -0.290443234 -0.758721133 0.731734150
使用回归
raschdat1.long$tot <- rowSums(raschdat1.long) # 创建总分
c(min(raschdat1.long$tot), max(raschdat1.long$tot)) #最小和最大分数
[1] 1 26
raschdat1.long$ID <- 1:nrow(raschdat1.long) #创建ID
raschdat1.long <- tidyr::gather(raschdat1.long, item, value, V1:V30) # 宽数据转换为长数据
# 转换因子类型
raschdat1.long$item <- factor(
raschdat1.long$item, levels = p
条件最大似然
# 回归系数
item1 item2 item3 item4 item5
0.051193209 0.782190560 -0.650241362 -1.300616876 0.099314453
item6 item7 item8 item9 item10
0.681691285 0.731731557 0.533651426 -1.107743224 -0.650241362
item11 item12 item13 item14 item15
0.387896763 -1.511178125 -2.116137610 0.339645555 -0.597120333
item16 item17 item18 item19 item20
0.339645555 -0.093902568 -0.758728000 0.681691285 0.936556599
item21 item22 item23 item24 item25
0.989181510 0.681691285 0.002973418 -0.814232531 1.207139323
item26 item27 item28 item29
-0.093902568 -0.290430680 -0.758728000 0.731731557
请注意,item1是V2而不是V1,item29是V30。要获得第一个题目V1的难易程度,只需将题目1到题目29的系数求和,然后乘以-1。
res.clogis$n
[1] 3000
显然,所有数据(30 * 100)都用于估算。这是因为没有一个参与者在所有问题上都得分为零,在所有问题上都得分为1(最低为1,最高为30分中的26分)。所有数据都有助于估计,因此本示例中的方差估计是有效的。
联合极大似然估计
# 标准逻辑回归,请注意使用对比
res.jml
# 前三十个系数
(Intercept) item1 item2 item3 item4
-3.688301292 0.052618523 0.811203577 -0.674538589 -1.348580496
item5 item6 item7 item8 item9
0.102524596 0.706839644 0.758800752 0.553154545 -1.148683041
item10 item11 item12 item13 item14
-0.674538589 0.401891360 -1.566821260 -2.193640539 0.351826379
item15 item16 item17 item18 item19
-0.619482689 0.351826379 -0.097839229 -0.786973625 0.706839644
item20 item21 item22 item23 item24
0.971562267 1.026247034 0.706839644 0.002613624 -0.844497142
item25 item26 item27 item28 item29
1.252837340 -0.097839229 -0.301589647 -0.786973625 0.758800752
item29与V30相同。差异是由估算方法的差异引起的。要获得第一个问题V1的难易程度,只需将问题1到问题29的系数求和,然后乘以-1。
sum(coef(res.j
[1] 1.625572
多层次逻辑回归或MML
我希望回归系数是问题到达时的难易程度,glmmTMB()
不提供对比选项。我要做的是运行glmer()
两次,将第一次运行的固定效果和随机效果作为第二次运行的起始值。
使用多层次模型复制Rasch结果
提供个体-问题映射:
plotPImap(res.rasch)
要创建此图,我们需要问题难度(回归系数* -1)和个体能力(随机截距)。
极端的分数是不同的。这归因于MML的差异。由于CML不提供人为因素,因此必须使用两步排序过程。
问题特征曲线
问题特征曲线:
plotjointICC(res.rasch)
在这里,我们需要能够根据学生的潜能来预测学生正确答题的概率。我所做的是使用逻辑方程式预测概率。获得该数值,就很容易计算预测概率。由于我使用循环来执行此操作,因此我还要计算问题信息,该信息是预测概率乘以1-预测概率。
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## GGPLOT可视化
ggplot(test.info.df, aes(x = theta, y = prob, colour = reorder(item, diff, mean))) +
geom_line() +ct response", colour = "Item",
下面将逐项绘制
ggplot(test.info.df, aes(x = theta, y = prob)) + geom_line() +
scale_x_continuous(breaks = seq(-6, 6, 2), limits = c(-4, 4)) +
scale_y_continuous(labels = percent, breaks = seq(0, 1, .
个体参数图
plot(person.parameter(res.rasch))
我们需要估计的个体能力:
ggplot(raschdat1.long, aes(x = tot, y = ability)) +
geom_point(shap
scale_y_continuous(breaks = round(c(long$ability)), 2)) +
labs(x = "Raw s+
theme_classic()
问题均方拟合
对于infit MSQ,执行相同的计算。
eRm:
ggplot(item.fit.df, aes(x = mml, y = cml)) +us(breaks = seq(0, 2, .1)) +
geom_point(shape = 1) + geom_abline(slope = 1) + theme_classic() od, ncol = 2) +
labs(x = "glmer (MML)
似乎CML的MSQ几乎总是比多层次模型(MML)的MSQ高。
eRm:
来自CML的MSQ几乎总是比来自多层次模型(MML)的MSQ高。我使用传统的临界值来识别不适合的人。
测试信息
eRm:
plotINFO(res.rasch)
创建ICC计算测试信息时,我们已经完成了上述工作。对于总体测试信息,我们需要对每个问题的测试信息进行汇总:
最后,我认为使用标准测量误差(SEM),您可以创建一个置信区间带状图。SEM是测试信息的反函数。
该图表明,对于一个估计的能力为-3的个体,他们的能力的估计精度很高,他们的实际分数可能在-1.5和-4.5之间。
经过这一工作,我可以更好地理解该模型,以及其中的一些内容诊断。
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关于作者
Kaizong Ye是拓端研究室(TRL)的研究员。在此对他对本文所作的贡献表示诚挚感谢,他在上海财经大学完成了统计学专业的硕士学位,专注人工智能领域。擅长Python.Matlab仿真、视觉处理、神经网络、数据分析。
本文借鉴了作者最近为《R语言数据分析挖掘必知必会 》课堂做的准备。
非常感谢您阅读本文,如需帮助请联系我们!