인지진단모형의 Q행렬은 검사 문항과 학습요소의 관계이다. Q행렬 개발은 문항을 토대로 측정하려는 학습요소를 추출하고, 서로 연결해야 한다. 이 개발의 어려움을 해소할 방법이 필요하다.
인지진단모형에서는 검사를 구성하는 문항들과 피험자들이 그 문항을 정확하게 풀기 위해 요구되는 속성(학습요소) 간의 관계를 Q행렬이라고 한다. 인지진단모형을 적용함에 있어 가장 어렵고 핵심적인 부분이 Q행렬을 개발하는 과정이다. 교과별로 Q행렬을 개발하기 위해서는 (1) 평가도구에 포함된 문항들을 검토하여 평가도구가 측정하고자 하는 학습요소를 추출하며, (2) 각 문항과 그 문항의 정답을 맞히기 위해 필요한 학습요소를 연결해야 한다. 따라서 Q행렬 개발에서는 개별 문항을 학습요소와 연관 짓는 작업이 필요하다. 교사가 매번 출제하는 문항과 학습요소의 관계를 판단해야 하는 부담과 어려움을 해소할 방법이 필요하다.