当前学校教育的评价方式仍是以经典测验理论为主,以单一的分数作为评价标准,无法挖掘被试内部知识结构的掌握情况。认知诊断的发展使得心理测量成为可能,运用认知诊断来对学生学习进行评价,能够详细、全面地挖掘学生的认知结构,及时地为教学提供具体的诊断信息。立体几何是高中数学学习的重要板块,有其重要的教育价值。因此,本文基于认知诊断中的DINA模型,以高中立体几何为载体,开展高中立体几何的认知诊断研究。本研究主要分为两个部分。第一部分是立体几何认知诊断测验的编制:首先根据课程标准、高考大纲的要求以及文献资料确定立体几何的认知属性及层级关系,然后邀请中学有经验的老师对其进行修改,最后利用出声思维法对被试进行访谈,验证认知属性及层级关系建立的合理性;根据Q矩阵选取信效度较高的历年高考题编制立体几何预测卷,利用R语言对预测卷各个项目进行参数评估,挑选出符合模型参数的测试题形成测试卷。第二部分是利用DINA模型对重庆市3所高中1003名被试进行认知诊断,得到被试立体几何各认知属性的掌握概率,识别学生立体几何的掌握模式,并对群体掌握模式进行归类,对个体掌握模式进行分析,并根据诊断结果为立体几何的教学提供针对性的补救措施。研究发现:(1)高中“立体几何”章节认知属性可以近似抽象为7个属性构成的树状分支型结构。(2)学生立体几何各认知属性的平均掌握概率为0.74,整体掌握良好,但是对于向量的综合运用和空间想象能力这两个认知属性掌握概率相对较低,分别为0.62和0.67。(3)85.27%的被试可以归入到19种理想掌握模式,其中掌握模式为(1111111)的比例为51.50%,(1111001)模式占10.76%,(1111011)模式占9.69%,其他类型的掌握模式人数较少,比例在5%以下。(4)学生在立体几何认知属性和属性模式掌握上存在性别上的差异。(5)在诊断效度与模型拟合方面,诊断效度良好,模型拟合度高。