RjpWiki 様 http://www.okadajp.org/RWiki/?Rで項目反応理論#d59e9259
(早稲田大学文学部文学研究科豊田研究室のデータを用いた分析)
Rでは、項目母数を irtoys パッケージに含まれる est 関数と ltm パッケージを利用することで推定できる。
項目母数の推定が終わると、次に潜在特性値の推定を行う。R では irtoys パッケージに含まれる mlebme 関数を利用することで潜在特性値の推定を行うことができる。
潜在特性値の推定が終わると、得られた推定値が妥当なものであるのか検討する。
分析手順は次の資料に詳しい。
研究委員会企画チュートリアルセミナー
「項目反応理論(IRT)の考え方と実践」
https://www.jstage.jst.go.jp/article/arepj/58/0/58_321/_pdf
[分析手順]
1.正答率の計算(colMeans 関数) 2.I-T 相関の計算(cor 関数)
3.1次元性の検討(fa.parallel 関数) 4.項目母数の推定(est 関数)
5.潜在特性値の推定(mlebme 関数) 6.局所独立性の検討(irf 関数と cor 関数)
7.項目適合度の検討(itf 関数) 8.項目特性曲線の作成(irf 関数と plot 関数)
9.テスト特性曲線の作成(trf 関数) 10.テスト情報曲線の作成(tif 関数と plot 関数)
使われているパッケージは、ltm と irtoys である。
パッケージ ltmでは、
1母数モデル(rasch)、2母数モデル(ltm)、段階反応モデル(grm)
パッケージ irtoysでは、
est、mlebme、irf、itf、trf、tif が使われる。
詳しくは上記資料を参照されたい。
以下では、RjpWiki 様 の分析をもとに、項目(問題)を3つに絞った分析例を記す。
[1母数モデル]
パッケージ ltm
Coefficients:
Dffclt.V2 | Dffclt.V6 | Dffclt.V7 | Dscrmn |
-1.494 | -1.299 | -2.674 | 0.743 |
Log.Lik: -359.169(推定したパラメーターに対する対数尤度)
パッケージ irtoys
$est
[,1] | [,2] | [,3] | |
V2 | 0.7431704 | -1.495147 | 0 |
V6 | 0.7431704 | -1.300611 | 0 |
V7 | 0.7431704 | -2.675008 | 0 |
グラフをRで描く。
項目特性曲線
(識別力が同じなので、曲線の勾配は同じである)
項目情報関数
学力の推定精度を表し、 θ=(困難度) のとき最大になる。
緑はV7であり θ=-2.674(困難度) のとき最大で測定能力が高い。
赤はV6であり θ=-1.299 のとき最大
黒はV2であり θ=-1.494 のとき最大である。
識別力が同じなので曲線の形は同じである。(識別力が大きいと最大値も大きくなる)
テスト情報関数
どの θ に対してテストが学力を有効に識別するかを表す。
θ=-1.8 付近の測定能力が高い。これは問題の困難度の平均に近い。
[2母数モデル]
パッケージ ltm
ltm(data3 ~ z1) #z1による因子分析
ltm(formula = data3 ~ z1)
Coefficients:
Dffclt | Dscrmn | |
V2 | -1.820 | 0.588 |
V6 | -1.585 | 0.587 |
V7 | -1.789 | 1.290 |
パッケージ irtoys
$est
[,1] | [,2] | [,3] | |
V2 | 0.5880490 | -1.819561 | 0 |
V6 | 0.5867885 | -1.584968 | 0 |
V7 | 1.2900611 | -1.789312 | 0 |
Log.Lik: -358.96(推定したパラメーターに対する対数尤度)
factor.scores(ans, resp.pattern=data3)#回答者毎の能力値
ltm(formula = data3 ~ z1)
Scoring Method: Empirical Bayes(経験的ベイズ)
Factor-Scores for specified response patterns:
V2 | V6 | V7 | Obs | Exp | z1 | se.z1 | |
1 | 1 | 1 | 1 | 108 | 106.770 | 0.348 | 0.907 |
2 | 0 | 1 | 1 | 32 | 33.319 | -0.121 | 0.879 |
3 | 0 | 0 | 1 | 17 | 15.592 | -0.559 | 0.849 |
Obs:観測度数、EXP:観測度数の期待値、z1:推定スコア、se.z1:スコアの標準誤差