随着智能教育的高速发展,各类新兴在线教育平台接连涌现,作为各种智能教育应用基础的学生认知画像技术也得到了广泛研究。现有的学生认知画像工作往往从挖掘学生的作答行为、试题内容等数据的角度分析学生的认知状态,而在教育学中备受关注的存在于学生受教育过程中的丰富教育情境信息却被忽略。在此背景下,结合教育情境信息进行学生认知画像是一项极具研究意义以及应用价值的工作。不过,该工作目前还相对开放,存在教育情境信息与认知状态关系缺乏定义、教育情境信息对学生影响复杂难以建模、缺少包含教育情境信息的认知画像数据集等基础性挑战。为此,本文针对上述挑战进行深入研究,并提出了相应的解决方案。本文研究内容与主要贡献可概括如下:第一,本文详细研究了国际学生评估项目 PISA（Programme for International Student Assessment）及其教育情境问卷设计框架,利用其包含70余国家或地区的2015年公开数据构建了一个包含教育情境信息的学生认知画像数据集。第二,本文总结现有认知诊断方法的认知交互函数,提出了一种教育情境感知的学生认知诊断框架ECD（Educational context-aware Cognitive Diagnosis）,并且ECD框架可根据现有认知诊断方法拓展为具体模型。第三,本文基于教育情境信息影响的个体差异性与内在相关性特点,进行相应的数据分析并设计了具体的教育情境建模网络,以学习教育情境信息对学生认知状态的影响。第四,本文在三种经典认知诊断方法（项目反应理论IRT、多维项目反应理论MIRT与神经认知诊断NeuralCD）的基础上拓展了对应的ECD模型（ECD-IRT、ECD-MIRT与ECD-NCD）,并在所构建的数据集上开展了丰富的实验。对比实验与消融实验结果验证了 ECD框架以及各个模块设计的有效性,大量参数分析与可视化实验结果说明了 ECD框架设计的解释性。此外,本文基于所提出的ECD模型统计了不同地区的重要教育情境信息并展开相应讨论,说明了教育情境感知的认知画像技术对于教育情境分析的潜在前景。