Comparação de algoritmos de aprendizado de máquina baseados em árvores de decisão na previsão de nível de escrita do ensino básico: estudo de caso em escolas do município de Vitória do Xingu - Pará

• Autores: Eduardo dos Santos Guedes, Eudo Tabosa de Oliveira, Obedio de Sousa Albuquerque, Ailton Lopes de Sousa, Gilberto de Melo Júnior
• Localización: Cuadernos de Educación y Desarrollo, ISSN-e 1989-4155, Vol. 16, Nº. 11, 2024
• Idioma: portugués
• DOI: 10.55905/cuadv16n11-036
• Enlaces
  • Texto completo
• Resumen

  • A análise de dados educacionais utilizando ferramentas computacionais é de grande valia para os gestores tomadores de decisão de instituições de ensino. O objetivo deste trabalho é a coleta e o pré-processamento de dados educacionais do ensino básico fundamental no município de Vitória do Xingu, estado do Pará, Brasil, com a finalidade de aplicá-los em algoritmos de aprendizado de máquina baseado em Árvores de Decisão, visando à comparação e análise de desempenho entre diferentes modelos. Foram aplicados em cinco algoritmos Decision Stump, Hoeffding Tree, J48, Random Forest e Random Tree. A avaliação do desempenho dos modelos foi feita utilizando as métricas F1-score, acurácia e estatística Kappa, além da análise das Matrizes de Confusão. Os resultados mostraram que os algoritmos Hoeffding Tree e J48 apresentaram os melhores desempenhos, com 100% de acurácia e F1-score, além de estatísticas Kappa perfeitas. Conclui-se que algoritmos mais complexos como Hoeffding Tree e J48 são os mais indicados para a classificação de dados educacionais, enquanto métodos mais simples, como o Decision Stump, podem ser úteis em cenários onde a simplicidade e a velocidade são prioridades.

• Referencias bibliográficas
  • AYINDE, A. Q. et al. Performance Evaluation of Naive Bayes and Decision Stump Algorithms in Mining Students' Educational Data. International...
  • BRESSAN, Glaucia Maria; DA CUNHA, Guilherme; ENDO, Wagner. Métodos de machine learning para classificação da temperatura no processo de mistura...
  • COSTA, Diandra Hoffmann. Uso de séries temporais Sentinel 1 na identificação de culturas agrícolas utilizando modelos de Machine Learning....
  • DEAN, Jared. Big data, data mining, and machine learning: value creation for business leaders and practitioners. John Wiley & Sons, 2014.
  • DE CASTRO SOARES, Raimundo et al. Mineracão de dados da educação básica brasileira usando as bases do inep: Uma revisão sistemática da literatura....
  • DE MELO, Gilberto et al. Evaluation techniques of machine learning in task of reprovation prediction of technical high school students. In:...
  • DE SOUSA LIMA, William et al. Análise de dados educacionais do Instituto Federal do Pará Campus Altamira utilizando algoritmo de clusterização...
  • DE SOUZA, Mirela Natali Vieira. Comparação de Algoritmos do Aprendizado de Máquina Aplicados na Mineração de Dados Educacionais. Tcc, Universidade...
  • FACELI, Katti et al. Inteligência artificial: uma abordagem de aprendizado de máquina. 2021.
  • IZBICKI, Rafael; DOS SANTOS, Tiago Mendonça. Aprendizado de máquina: uma abordagem estatística. Rafael Izbicki, 2020.
  • JAIN, Praphula Kumar; PAMULA, Rajendra. Sentiment analysis in airline data: customer rating-based recommendation prediction using WEKA. Machine...
  • JUNIOR, Guanis de Barros Vilela et al. Determinação das métricas usuais a partir da matriz de confusão de classificadores multiclasses em...
  • HULTEN, Geoff; SPENCER, Laurie; DOMINGOS, Pedro. Mining time-changing data streams. In: Proceedings of the seventh ACM SIGKDD international...
  • KÁROLY, Artúr István; FULLÉR, Róbert; GALAMBOS, Péter. Unsupervised clustering for deep learning: A tutorial survey. Acta Polytechnica Hungarica,...
  • MACHADO, Daniel Faraco Maciel Gomes et al. Avaliação de algoritmos de aprendizado de máquina na previsão de evasão escolar: estudo de caso...
  • MATSANE, Lomthandazo; JADHAV, Ashwini; AJOODHA, Ritesh. The use of automatic speech recognition in education for identifying attitudes of...
  • PALLATHADKA, Harikumar et al. Classification and prediction of student performance data using various machine learning algorithms. Materials...
  • SAEH, I. S. et al. Static Security classification and Evaluation classifier design in electric power grid with presence of PV power plants...
  • SALEH, Basma et al. Analysis of weka data mining techniques for heart disease prediction system. International journal of medical reviews,...
  • SHI, Lei et al. Signal prediction based on boosting and decision stump. International Journal of Computational Science and Engineering, v....
  • SILVA, Jailma Januário da. Uma comparação de técnicas de Aprendizado de Máquina para predição de evasão de estudantes no ensino público superior....
  • SINDHU MEENA, K.; SURIYA, S. A survey on supervised and unsupervised learning techniques. In: Proceedings of international conference on artificial...
  • STRAUSS, Edilberto; JÚNIOR, Manoel Villas Bôas; FERREIRA, Wagner Luiz Lobo. A importância de utilizar métricas adequadas de avaliação de performance...
  • TRIAYUDI, Agung; FITRI, Iskandar. Comparison of the feature selection algorithm in educational data mining. TELKOMNIKA (Telecommunication...
  • USKOV, Vladimir L. et al. Smart education: predictive analytics of student academic performance using machine learning models in Weka and...
  • VIANA, Wesley Muller Oliveira. Comparativo de alguns modelos de machine learning utilizando dados de domínio público e a linguagem python....
  • WITTEN, Ian et al. Data mining practical machine learning tools and techniques. 2017.
  • WITTEN, Ian H.; FRANK, Eibe. Data mining: practical machine learning tools and techniques with Java implementations. Acm Sigmod Record, v....
  • YU, Jing. Academic Performance Prediction Method of Online Education using Random Forest Algorithm and Artificial Intelligence Methods. International...