随着信息技术的发展,教育信息化已经成为全世界教育领域研究的重点。翻转课堂教学的成功实践便是源于信息化初步应用于教育领域的巨大成果,不仅提高了学生对课堂内容的内化程度,还通过翻转教师和学生在课堂上的角色来激发学生主动学习的热情,从而更好的培养了学生独立思考的能力。然而实际的实践教学中,由于对随堂测验的诊断不够精确,学生自主学习后,不能准确诊断出学生知识的真实掌握情况,课堂内化环节也就无法实现有针对性的补救学习和深度内化。认知诊断能为翻转课堂提供更为细致、丰富的诊断信息,加强学生对知识的深度内化。本论文运用文献研究法,查阅国内外有关认知诊断理论、规则空间模型、翻转课堂教学设计的文献和著作,全面了解有关认知诊断理论和翻转课堂教学模式的各方面现状后,将规则空间模型的方法运用到翻转课堂教学实践中。本研究根据规则空间模型严谨的诊断流程,设计出课堂教学中的诊断方法,主要包括确定属性关系、生成专业化的测试题库、随堂测试、发布诊断报告、及时补救等环节。紧接着贯穿翻转课堂教学设计的先学后教、自主学习与合作学习相结合等设计原则,对教学设计的内容展开了三个方面的研究和分析,构建了包括课前开发、学习先行、诊断反馈、课堂内化、课后补救五个环节的认知诊断支持下的翻转课堂教学设计流程。最后采用该教学设计来开展课堂教学实验,在网络学习支持系统中检验教学设计的应用效果,对学生使用该教学设计的学习效果进行测试,收集实验数据分析结果,为规则空间模型在实际教学中的应用提供了参考思路。研究将规则空间模型应用到《visio图形设计》课程中,进行了案例开发,运用实验研究法进行了应用效果的实证研究,结果表明,实验班较对照班的学生在学习兴趣、学习成绩、问题解决能力三个方面均有较明显的提升。因此认知诊断支持下的翻转课堂对教学改革具有一定的参考价值和指导意义。