The Accuracy of Estimating Individuals Ability According to The Sample Size and Parameter Model (Three, Four): Simulation Study

Authors

  • Ayaad Reka Almutairi Track of Measurement and Evaluation, Major of Educational Psychology Department of Psychology, College of Languages and Humanities Qassim University, Kingdom of Saudi Arabia

DOI:

https://doi.org/10.55074/hesj.vi48.1473

Keywords:

Item response theory, three-parameters model, four-parameters model, sample size, individual ability, simulation

Abstract

This study aimed in general to reveal the accuracy of estimating the ability of individuals according to the sample size and the model used (three, four) parameters, and to compare them, based on item response theory. The study sample consisted of a diverse group of samples of different sizes (200-500- 800-1100-1400) examined virtually. To achieve the study objectives, the researcher followed the descriptive comparative approach and the simulation method to generate data, analyze it, compare the results related to it, and interpret it. The data were generated and analyzed using the (R) program and the [Multidimensional Item Response Theory (MIRT)] statistical package, through means and standard deviations, the (T) test for two related/independent samples, and the one-way/two-way analysis of variance test. The study revealed several results, including an effect of sample size on the accuracy of estimating the ability parameter in the three parameters model. The four parameters model also favored smaller sample sizes, and the four parameters model was more accurate than the three parameters model in estimating individuals' abilities. Based on this, the study presented a set of recommendations and proposals, one of them to take into account the sample size and model type when executing the measurement process

Downloads

Download data is not yet available.

References

جبران، نبيل موسى جبران. (2017). أثر حجم العينة وطول الاختبار ونوع الفقرة في دقة تقدير معالم الفقرة والقدرة ودالة معلومات الاختبار. سالة دكتوراه، الجامعة الأردنية، الأردن. http://search.mandumah.com/Record/1226899

حبيش، بشير؛ لكحل، مصطفى؛ براهيمي، سعاد. (2022). نظرية الاستجابة للمفردة الاختبارية: افتراضاتها ونماذجها. مجلة العلوم الإنسانية والاجتماعية، 8(1)، 198-211.

الحجاجي، رحمة؛ والمالكي، ذياب بن عايض. (2023). أثر طريقة ترتيب المفردات على دقة تقدير قدرات الأفراد ومعالم المفردات باستخدام نموذج الاستجابة للمفردة رباعي المعلم. مجلة كلية التربية بدمياط، 38(87-01)، 429-474. https://DOI:10.21608/JSDU.2023.322708

حسن، ياسر عبدالله حفني. (2019). أثر اختلاف طريقة المعادلة وطرق تقدير الدرجات وقواعد صياغة الفقرات على دقة تقدير معالم الفقرات وقدرات الأفراد في ضوء القياس الكلاسيكي والنموذج اللوجستي ثلاثي البارامتر. مجلة كلية التربية، جامعة أسيوط- مصر، 35(7)، 352-434. https://DOI:10.21608/MFES.2019.103308

درويش، محمود أحمد. (2018). مناهج البحث في العلوم الإنسانية. مؤسسة علوم الأمة للاستثمارات الثقافية.

درويش، هيثم فؤاد. (2014). دقة تقدير معالم الفقرة باستخدام نماذج نظرية استجابة الفقرة البارامترية واللابارامترية باختلاف حجم العينة وطول الاختبار، دراسة مقارنة. رسالة دكتوراه، الجامعة الأردنية، مؤتة، الأردن. http://search.mandumah.com/Record/729749

الدوسري، شيخة؛ وجاد الرب، هشام. (2017). استخدام نموذج راش في تدريج اختبار اللغة العربية لقبول طلبة المرحلة الثانوية المقبلين على الالتحاق بجامعة الكويت. المجلة التربوية، جامعة الكويت، العدد(125)، 15-58. http://search.mandumah.com/Record/870531

صالح، عامر مهدي. (2022). أثر حجم العينة في الأداء التفاضلي للمفردة على وفق انموذج ثلاثي المعلم. مجلة الجامعة العراقية، العدد(55)، الجزء(3)، 564-580. http://search.mandumah.com/Record/1316638

ضعضع، هبة عبد اللطيف. (2021). أثر اختيار أنموذج الاستجابة للمفردة (1PL,2PL,3PL,4PL) وطرائق التقدير في معالم المفردة والأفراد ودقتها. مجلة كلية التربية، جامعة واسط، العدد(44)، الجزء(1)، 449-478. https://doi.org/10.31185/eduj.Vol1.Iss44.2297

الطريري، عبد الرحمن بن سليمان. (1997). القياس النفسي والتربوي: نظرياته – أسسه - تطبيقاته. ط1، مكتبة الرشد: الرياض، المملكة العربية السعودية.

علام، صلاح الدين محمود. (2005). نماذج الاستجابة للمفردة الاختبارية أحادية البعد ومتعددة الأبعاد وتطبيقاتها في القياس النفسي والتربوي. دار الفكر العربي: القاهرة.

علام، صلاح الدين محمود. (2012). نماذج نظرية الاستجابة للمفردة الاختبارية. دار الفكر العربي: القاهرة، مصر.

القضاه، عبد الحميد؛ والشريفين، نضال. (2020). أثر طول الاستبانة على دقة تقديرات القدرة والخصائص السيكومترية للفقرة والمقياس في ضوء نظرية الاستجابة للفقرة. مجلة جامعة النجاح للأبحاث: العلوم الإنسانية، 34(6)، 953-982. http://search.mandumah.com/Record/1060303

القضاه، محمد سالم. (2020). أثر حجم العينة في دقة تقدير قدرة الفرد ودالة معلومات الاختبار. مجلة كلية التربية، جامعة المنصورة- مصر، العدد(110)، 1605-1630. https://10.21608/MAED.2020.158026

القيسي، حسين عبد النبي. (2013). دقة تقدير معالم الفقرة باستخدام نماذج نظرية استجابة الفقرة البارامترية واللابارامترية باختلاف حجم العينة وطول الاختبار، دراسة مقارنة. رسالة دكتوراه، جامعة اليرموك، مؤتة، الأردن. http://search.mandumah.com/Record/729749

القيسي، حسين عبد النبي. (2016). أثر حجم العينة وطول الاختبار على دقة تقدير معالم الفقرة والقدرة باستخدام نماذج نظرية الاستجابة للفقرة اللامعلمية. مجلة مؤتة للبحوث والدراسات: سلسلة العلوم الإنسانية والاجتماعية، 31(5)، 203-246. http://dx.doi.org/10.35682/1608

النصراوين، معين سلمان سليم. (2015). مقارنة أربعة نماذج لمعالجة التخمين في فقرات الاختيار من متعدد في إطار النموذج اللوجستي ثلاثي المعلمة وأثرها على دقة تقدير معلمة القدرة ومعالم الفقرات. رسالة دكتوراه، الجامعة الأردنية، عمان، الأردن.

Ames, A. J. & Samonate, K. (2015). Using sas proc mcmc for item response theory Models. Educational and Psychological Measurement, 75(4), 585-609. https://doi: 10.1177/0013164414551411

Baker, F. B., & Kim, S. H. (2017). The basics of item response theory using R. Springer.

Baker, F. B. & Kim, Seock-Ho. (2004). Item Response Theory: Parameter Estimation Techniques, Second Edition. Revised and expanded. Marcel Dekker, INC.

Baker, F. B. (2001). The Basic Item Response Theory, ERIC Clearinghouse on Assessment and Evaluation.

Chen, W., & Cappelleri, J. C. (2018). Item Response Theory. In Shein Chung Chow (Ed.), Encyclopedia of Biopharmaceutical Statistics-Four Volume Set, 1207-1215. CRC Press.

Crocker, L., & Algina, J. (1986). Introduction to Classical and Modern Test Theory. Holt, Rinhart & Winston.

De Ayala, R, J. (1993). The Influence of Multidimensionality on the Graded Response Model, Paper Presented at the Annual Meeting of the National Council on Measurement in Education. Atlanta, GA.

De Ayala.R.J. (2009). The Theory and Practice of Item Response Theory. 1st Ed, New York: The Guilford.

De la Torre, Jimmy & Yuan, Hong (2010). Parameter Estimation with Small Sample Size A Higher-Order IRT Model Approach, Applied Psychological Measurement, 34(4), 267-285. DOI: 10.1177/0146621608329501

Emons, W. H.; Glas, C. W.; Meijer, R. R. & Sijtsma, K. (2003). Person Fit in Order-Restricted Latent Class Models. Applied Psychological Measurement, 27(6), 459-478.

Hambleton, R. & Zaal, J. (1991). Advances in Educational and Psychological Testing. MA: Kluwer Academic Publishers, Boston.

Hambleton, R. K. & Cook, L. (1981). The robustness of latent trait models and effects of test length and sample size on the precision of ability estimates. In D. J. Weiss (Ed.), Proceeding of the 1979 Computer-ized Adaptive Testing Conference, 36-52. Minneapolis, Minnesota: Uni-versity of Minnesota, Department of Psychology. Psychometric Methods Program, Computerized Adaptive Testing Laboratory.

Hambleton, R. K., & Jones, R. W. (1993). Comparison of Classical Test Theory and Item Response Theory and their Applications to Test Development, Educational Measurement: Issues and Practice, 12(3), 38-47.

Hambleton, R. K.; Swaminthan, H.; Rogers, H. j. (1991). Fundamentals of Item Response Theory. Newbury Park, Ca: Sage: The International Professional Publishers.

Hardouin, Jean-Benoit; Neel, T. L.; & Kubis, Gildas (2010). Methodological Issues. Regarding Power of Classical Test Theory (CIT) And Item Response Theory (IRT)-Based Approaches for The Comparison of Patient-Reported Outcomes In Two Groups Of Patients: A Simulation Study, Medical Research Methodology, 10(24), 1-20. DOI: 10.1186/1471-2288-10-24

Hula, William D.; Fergadiotis, Gerasimos and Martin, Nadine (2012). Model Choice and Sample Size in Item Response Theory Analysis of Aphasia Tests American, Journal of Speech-Language Pathology, 21(2), 38-50. DOI: 10.1044/1058-0360(2011/11-0090)

Liao, W., Ho, R., Yen, Y., & Cheng, H. (2012). The four-parameter logistic item response theory model as a robust method of estimating ability despite aberrant responses. Social Behavior and Personality: An International Journal, 40(10), 1679-1694.

Lawley, D. (1944). The Factorial Analysis of Multiple Item Test. Proceedings of The Royal Society of Edinburgh, 62-A.

Lazarsfeld, P. (1950). The Logical & Mathematical Foundation of Latent Structure Analysis. In S. A. Et Al. Measurement & Prediction: A Et Al University Press.

Lord, F. (1952). A theory of test scores. Psychometric Monographs, No, (7), x, (84).

Lord, F. (1980). Applications of Item Response Theory to practical Testing Problems. New Jersey: Lawrence Erlbaum Associates, Publishers.

Nunnally, J. C. & Bernstein, I. H. (1994). Psychometric Theory, 3rd Ed, New York: McGraw-Hill, Inc.

Ryan, Joseph & Brockmann, Frank (2011). A Practitioner's Introduction to Equating with Primers on Classical Test Theory and Item Response Theory, 1thEd, Washington: Council of Chief State School Officers.

Smits, N., & Vorst, H. C. M. (2023). Sample-size planning in item-response theory: A tutorial. Advances in Methods and Practices in Psychological Science, 6(1). https://doi.org /10.1177/25152459251314798

Sopa, P., Tuksino, P., & Makmee, P. (2023). The appropriate sample size for test length on estimating item parameters in item response theory. Journal of Research Methodology, 36(2), 144-163.

Downloads

Published

2025-07-30

How to Cite

The Accuracy of Estimating Individuals Ability According to The Sample Size and Parameter Model (Three, Four): Simulation Study. (2025). Humanities and Educational Sciences Journal, 48, 22-47. https://doi.org/10.55074/hesj.vi48.1473

Similar Articles

1-10 of 702

You may also start an advanced similarity search for this article.