课程改革的深入为教育工作者的教学与评价实施提出了更高的要求,与此同时教学评价与测量方法的进一步发展使得评价从传统的以分数为评价方式转向对学生的内部认知结构进行分析,从而了解学生的内部心理机制。“热力环流”一节是高中自然地理课程的重点与难点所在,是培养学生兴趣,奠定良好基础的重要指示内容。因此本文基于认知诊断中的DINA模型以高中热力环流为主要内容,开展高中热力环流的认知诊断研究,并尝试在诊断结果的基础上开展补救教学。本研究主要包括三部分内容,首先编制认知诊断工具,这一环节包含构建认知属性模型与编制认知诊断试卷两个主要内容。本文尝试用专家咨询、口语报告、文本分析等方法构建认知属性模型;并运用DINA模型编制试卷;结合DINA模型及统计学分析两种方法分析预测验结果。然后,开展认知诊断实验。运用编制的认知诊断工具进行认知诊断实验,明确实验目的、实验对象、设计实验过程,并对实验组与对照组的班级进行前测,收集并分析数据,验证数据有效性的同时,了解不同班级学生学习的内部结构,方便补救教学中有目的性地进行补救。最后,进行补救教学并提出建议。基于学生的认知诊断状况,对对照组与实验组同学采用不同的补救教学方式,通过实验的方式验证基于认知诊断的补救教学方式是否具有优越性。最终通过研究得出以下结论:（1）热力环流的认知属性及层级关系模型合理有效。（2）学生对热力环流各认知属性掌握概率不同但也有群体特点。整体看来,各个属性的掌握概率均在0.7以上,由此可知学生对于各个属性都有了较好程度的掌握。A4、A5属性掌握存在缺陷是实验组和对照组共同的特点。属性A4对照组掌握情况更佳,A5实验组掌握情况更佳。（3）学生对热力环流属性掌握模式较为集中。基于认知诊断结果,90.18%的被试被归入理想反应模式,在可以归入理想反应模式的被试反应模式集中于11101、11110、11111三种,归入11111的学生人数最多。进一步对个例进行研究后发现属性掌握模式与分数不存在必然的对应关系,分数相同属性反应模式不一定相同,属性反应模式相同分数也可能存在较大差异,所以属性掌握模式比分数更能反应学生的学习情况。（4）基于认知诊断的补救教学具有优势。本研究的创新之处有以下几点:首先,本研究基于认知诊断理论对学生的内部认知结构进行诊断,通过实验验证了认知诊断在地理教学领域的可行性,为教学评价提供了新的框架。其次,本文尝试以“热力环流”为例进行认知诊断与补救教学,构建了认知属性模型与测验试卷,并基于DINA模型诊断了学生的认知状况。最后,本研究不仅仅停留于对被试的认知情况进行诊断,还根据诊断结果进行了补救教学的实践探索。依据认知诊断结果针对学生的认知不足设计了补救教学方案,并通过对照实验的方式证明基于认知诊断的补救教学能够更好地促进学生学习。由于客观条件的限制,本研究也存在着研究样本规模较小、外部诊断效度有所缺失的不足,希望在为来的教学研究中进一步发展完善。