随着教育评价改革的不断发展,诊断性测验在我国越来越受到关注。但是现有的研究表明,化学诊断性测验还存在一定的弊端,其仍以传统测验理论为指导,以笼统的分数作为诊断结果。而由国际教育成就评价协会(IEA)创办的TIMSS(The Trends in International Mathematics and Science Study)测评项目对我国化学诊断性测验存在的弊端具有一定的启发意义。同时认知诊断测验的发展也为考试评价在理论上提供了一定的支撑。本文运用文献分析法梳理了国内外有关TIMSS测评和化学教学诊断的研究成果,反思已有的研究不足之处。此外,采用比较研究法对已公开的TIMSS化学试题在题型、考查的知识点与能力等方面进行比较,以期了解试题设计特点。基于认知诊断理论,以TIMSS化学试题为诊断性测试卷,运用问卷调查法、访谈法进行实践研究,以了解福建省福州市某中学高一学生在接受新知识前已有的认知水平。同时根据双位编码评分的结果,采用统计分析法探查学生初中化学核心知识的掌握情况。研究结果表明:应用TIMSS化学试题以及双位编码评分技术进行化学诊断性测验,可以洞悉学生对化学核心知识的理解。并且能根据学生的作答情况及时地发现学生存在的障碍并给予补救性教学建议,在一定程度上能够有效的诊断学生的认知情况。