کاربرد الگوریتم های یادگیری ماشین در پیش بینی موفقیت تحصیلی دانشجویان بر اساس عادات زندگی روزمره

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشکده مهندسی، مرکز آموزش عالی محلات

10.22091/jrim.2026.13802.1381

چکیده

پیش‌بینی موفقیت تحصیلی دانشجویان همواره به عنوان یکی از چالش‌های مهم نظام‌های آموزشی مطرح بوده است. مطالعات متعددی نشان می‌دهد که بین سبک زندگی دانشجویان و عملکرد تحصیلی آنان رابطه معناداری وجود دارد. استفاده از روش‌های هوش مصنوعی می‌تواند ابزار قدرتمندی برای تحلیل داده‌های مربوط به رفتارهای تحصیلی و سبک زندگی و پیش‌بینی موفقیت تحصیلی باشد. این پژوهش با هدف توسعه سیستم پیش‌بینی موفقیت تحصیلی دانشجویان بر اساس شاخص‌های سبک زندگی، از الگوریتم‌های یادگیری ماشین استفاده کرده است. پس از جمع‌آوری داده‌ها، مراحل پیش‌پردازش شامل نرمال‌سازی و انتخاب ویژگی‌ها با الگوریتم ReliefF انجام شد. سپس، مدل‌های پیش‌بینی‌کننده با چهار روش جنگل تصادفی، پرسپترون چند لایه، K نزدیکترین همسایه و رگرسیون خطی توسعه یافتند. نتایج حاصل نشان داد که مدل رگرسیون خطی پس از کاهش ۵۰ درصدی ویژگی‌ها و انتخاب مؤثرترین شاخص‌ها از قبیل میزان ساعات مطالعه در روز، میزان سلامت روانی و ساعات خواب با مقادیر ۴.۳۳ MAE= و ۵.۴۲ RMSE= بهترین عملکرد را از نظر زمان و معیارهای ارزیابی دارد. این مدل قابلیت استفاده در طراحی پلتفرم‌های آموزشی هوشمند را دارد. یافته‌ها مؤید آن است که تحلیل داده‌های سبک زندگی با روش‌های یادگیری ماشین می‌تواند سیستم‌های پیش‌بینی با دقت مناسبی ایجاد کند، هرچند گسترش نمونه آماری و افزودن ویژگی‌های دیگر می‌تواند به بهبود نتایج در تحقیقات آتی بینجامد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Application Of Machine Learning Algorithms In Predicting Students' Academic Success Based On Daily Life Habits

نویسنده [English]

  • Zeinab Abbasi
Faculty of engineering, Mahallat institue of higher education
چکیده [English]

Predicting students' academic success has always been one of the significant challenges in educational systems. Numerous studies indicate a meaningful relationship between students' lifestyle and their academic performance. The use of artificial intelligence methods can serve as a powerful tool for analyzing data related to academic behaviors and lifestyle and predicting academic success. This research aimed to develop a system for predicting students' academic success based on lifestyle indicators using machine learning algorithms. After data collection, preprocessing steps including normalization and feature selection were performed using the ReliefF algorithm. Subsequently, predictive models were developed using four methods: Random Forest (RF), Multi Layer Perceptron (MLP) , K-Nearest Neighbors (KNN) and Linear Regression(LR). The results showed that the LR model, after a 50% reduction in features and the selection of the most effective indicators such as daily study hours, mental health status, and sleep hours, with values of MAE=4.33 and RMSE=5.42, demonstrated the best efficiency from time and performance measures aspects. This model can be utilized in designing intelligent educational platforms. The findings confirm that analyzing lifestyle data using machine learning methods can create prediction systems with acceptable accuracy, although expanding the statistical sample and adding some other features could improve results in future research.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Academic success prediction
  • Machine learning
  • Student lifestyle
  • Linear regression
  • Feature selection

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 22 اردیبهشت 1405
  • تاریخ دریافت: 23 شهریور 1404
  • تاریخ بازنگری: 27 فروردین 1405
  • تاریخ پذیرش: 22 اردیبهشت 1405