相较于传统测试理论，新一代测量理论要求测试的结果不仅能够准确的诊断受测者的知识掌握情况，同时还要求能提供受测者的知识结构、认知缺陷等具体诊断信息。知识空间理论提供了一种表达知识结构的方法对学生的知识结构和认知水平进行诊断，但是随着测量理论的不断发展，人们越来越关注受测者的技能掌握水平，基于知识空间理论的诊断结果是以某些试题对应的知识状态，没有普遍意义，因此实用性方面受到了局限。而扩展知识空间理论作为知识空间在技能方面的扩展，将测试中的问题映射为技能的集合，通过试题考察学习者的技能水平，对于教师、家长和学生来说，获得的数据更具有实际意义。本文通过知识点与技能的映射，定义和构建技能函数和问题函数，将知识状态映射到技能状态，使诊断结果反应学生的技能水平。同时，考虑在实际测试过程中，学生可能没有掌握试题所需掌握的知识点的情况下却通过猜测答对题目；或者在掌握了试题对应知识点的情况下由于紧张或者粗心可能答错这个题目的情况，设计了一个诊断方法。该诊断方法根据试题的前提关系得出的相容答题状态和不相容答题状态，当受测者对一组试题的回答结果为不相容答题状态时，通过将之与符合试题间约束关系的每个相容答题状态相比较，通过计算与这个不相容答题状态拥有“最大相似概率”的相容答题状态作为其真实水平的反映。然后通过技能函数和问题函数，将受测者的知识状态映射为技能状态，并将该技能状态作为学习者真实的能力水平反馈给相关人员。该方法反馈的诊断信息包括了受测者的技能结构，以及其答题过程中的失误信息。最后本文设计并实现了一个学习诊断系统，实现了该诊断方法。并以初中数学中的一元二次方程章节为例，演示了系统对学生的技能水平进行诊断测试的过程。