认知诊断理论的发展,使得通过测验对被试的宏观能力与微观认知结构进行诊断评估成为可能。近年来,生物等科学学科的认知诊断研究逐步开展,但现有的认知诊断模型存在诊断测验依赖大型考试、诊断结果无法及时反馈、诊断结果无清晰报告和无法提供有效的教学指导等诸多问题,导致认知诊断应用于生物课堂实践的过程中面临诸多困境。粗糙集理论被报道应用于认知诊断中的可行性,模拟数据研究中表现出不依赖被试样本量、诊断速度快且诊断结果理想的特点。本研究以中学生物学“孟德尔遗传定律”知识为例,通过一千七百余例实证数据,对采用粗糙集理论进行中学生物学认知诊断的可行性开展研究。并基于此,开展了采用粗糙集理论进行中学生物学认知诊断的优势和应用研究。研究结果表明：(1)采用粗糙集理论对“孟德尔遗传定律”知识进行认知诊断的MMR为77.5%,而相同数据下DINA模型的MMR约为74.0%,初步证明粗糙集理论做中学生物学认知诊断具有可行性。(2)基于粗糙集理论的“孟德尔遗传定律”知识的认知诊断,在不同题量、不同样本量条件下均具有诊断效度和运算速度的优势,因此,基于粗糙集理论的中学生物学认知诊断能够适应于普通规模的生物课堂,具有更广泛的适用范围。(3)k-means聚类分析法能够快速有效地将学生“孟德尔遗传定律”知识认知诊断结果进行自动分类,34种认知掌握模式被分为7类。聚类结果显示,不同类别的学生具有不同的认知特点,可提出针对性补救教学策略,呈现为可读性较强的认知诊断报告,以更好地指导生物课堂教学实践。本研究将粗糙集理论引入生物学科的认知诊断,为认知诊断这一现代测量技术真正应用于教学实践、指导课堂教学提供新的思路。