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Type: TCC
Title: Predição de desempenho de alunos no próximo período baseado no histórico de notas
Authors: Gomes, Jonas de Castro
Advisor: Freire, Lívio Antônio Melo
Co-advisor: Pereira, Marciel Barros
Keywords: Filtragem colaborativa;Filtragem colaborativa neural;Redes neurais;Fatoração de matriz;Sistema de recomendação
Issue Date: 2022
Citation: GOMES, Jonas de Castro. Predição de desempenho de alunos no próximo período baseado no histórico de notas. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Sistemas de Informação) - Campus de Crateús, Universidade Federal do Ceará, Crateús, 2022. Disponível em: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/68265. Acesso em:
Abstract in Brazilian Portuguese: Na contramão do crescimento gradual do número de matrículas na graduação, está a problemática da evasão e retenção de alunos. De acordo com os dados do Censo da Educação Superior 2018 do Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais Anísio Teixeira (INEP), apenas 37,9% dos estudantes ingressantes em 2010 concluíram os estudos e 5,3% seguiam na graduação após 6 anos (INEP, 2018). Nesse sentido, a capacidade de prever o desempenho de alunos nas disciplinas é fundamental para auxiliar nas decisões educacionais das Instituições de Ensino Superior (IES). O presente estudo tem como principal objetivo predizer o desempenho de alunos utilizando Filtragem Colaborativa Neural (FCN) além de comparar esse modelo com modelos clássicos de Filtragem Colaborativa (FC). Os alunos serão classificados como aprovados ou reprovados. Os modelos geram recomendações para os alunos com base no histórico de notas. Os modelos foram submetidos a dados não sensíveis da Universidade Federal do Ceará (UFC) campus Crateús. Como métrica para analisar o desempenho dos modelos e compará-los foi utilizado a média das métricas: accuracy , precision , recall e F1_score. Os modelos testados tiveram bons resultados e dentre eles o modelo clássico Fatoração Matricial Generalizada (FMG) teve o melhor desempenho indicando Accuracy de 0,891, Precision de 0,931, Recall de 0,871 e F1_score de 0,867 baseado nos dados utilizados para o treinamento, teste e validação dos modelos. Por fim, o modelo Rede Perceptron Multicamada (RPM) teve os seguintes resultados: Accuracy de 0,841, Precision de 0,841, Recall de 0,913 e F1_score de 0,840. O modelo Fatoração de Matrizes Neurais (FMNeu), por sua vez teve os seguintes resultados: Accuracy de 0,863, Precision de 0,896, Recall de 0,870 e F1_score de 0,848.
Abstract: Contrary to the gradual growth in the number of undergraduate enrollments, there is the problem of student evasion and retention. According to data from the 2018 Higher Education Census by INEP, only 37.9% of students entering in 2010 completed their studies and 5.3% were continuing their studies after 6 years (INEP, 2018). In this sense, the ability to predict student performance in subjects is fundamental to help in the educational decisions of Higher Education Institutions (HEI). The main objective of the present study is to predict student performance using Neural Collaborative Filtering (NCF) in addition to comparing this model with classical models of Collaborative Filtering (CF). Students will be classified as passing or failing. Templates generate recommendations for students based on grade history. The models were submitted to non-sensitive data from the Federal University of Ceará (FUC) Crateús campus. As a metric to analyze the performance of the models and compare them, the average of the metrics was used: accuracy , precision , recall and F1_score. The tested models had good results and among them the classic model Generalized Matrix Factorization (GMF) had the best performance indicating Accuracy of 0.891, Precision of 0.931, Recall of 0.871 and F1_score of 0.867 based on the data used for training, testing and validating the models. Finally, the Multi-Layer Perceptron (MLP) model had the following results: Accuracy of 0.841, Precision of 0.841, Recall of 0.913 and F1_score of 0.840. The Neural Matrix Factorization (NMF) model, in turn, had the following results: Accuracy of 0.863, Precision of 0.896, Recall of 0.870 and F1_score of 0.848.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/68265
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