شماره ركورد
33984
پديد آورنده
اميرمحمد پاس لاري
عنوان
تاثيرتحصيل خانواده برافت تحصيلي دانش آموزان با استفاده از روش هاي يادگيري ماشين : مطالعه موردي استان البرز
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
رياضي- رياضي كاربردي - بهينهسازي
سال تحصيل
1402
تاريخ دفاع
1404/6/24
استاد راهنما
جواد وحيدي
استاد مشاور
/
دانشكده
رياضي
چكيده
آموزش و پرورش، بهعنوان يكي از اركان اساسي توسعه انساني، نقش تعيينكنندهاي در رشد فردي و اجتماعي ايفا ميكند. عملكرد تحصيلي دانشآموزان ارتباط مستقيمي با عوامل خانوادگي و اجتماعي دارد. اين پژوهش با هدف مدلسازي افت تحصيلي دانشآموزان بر اساس ويژگيهاي خانوادگي، بهصورت مطالعه موردي در استان البرز انجام شده است. دادههاي مورداستفاده در اين تحقيق از مدارس ابتدايي و متوسطه استان البرز جمعآوري شده و شامل متغيرهايي نظير تحصيلات والدين، درآمد خانوار، شغل والدين و ساختار خانوادگي بود. در اين پژوهش، چهار الگوريتم يادگيري ماشين شامل رگرسيون لجستيك، ماشين بردار پشتيبان (SVM) با هسته RBF، جنگل تصادفي و XGBoost براي طراحي و پيادهسازي مدلهاي پيشبيني افت تحصيلي به كار گرفته شدند. علاوه بر اين، براي بهينهسازي ابرپارامترهاي مدلها از روش GridSearch استفاده شد تا عملكرد مدلها بهبود يابد. همچنين، براي بررسي ارتباط بين ويژگيهاي خانوادگي و افت تحصيلي، از همبستگي اسپيرمن بهعنوان يك روش آماري غيرخطي استفاده شد. تكنيك SMOTE نيز براي رفع عدم تعادل دادهها و متعادلسازي كلاسها به كار گرفته شد. يافتهها نشان داد كه تحصيلات مادر، درآمد خانواده و تحصيلات پدر از مؤثرترين عوامل در پيشبيني افت تحصيلي دانشآموزان هستند. در ميان الگوريتمهاي مختلف، مدل جنگل تصادفي با دقت بالاتر و توانايي بيشتر در شبيهسازي روابط پيچيده، پيشبينيهاي مؤثري ارائه داد و موفق به شناسايي دانشآموزان در معرض خطر افت تحصيلي شد. همچنين، تحليل SHAP براي شناسايي اهميت ويژگيها مورداستفاده قرار گرفت و مشخص شد كه تحصيلات مادر و درآمد خانواده بيشترين تأثير را در پيشبيني افت تحصيلي دارند. نتايج اين تحقيق ميتواند بهعنوان ابزاري كارآمد براي پيشبيني ريسك افت تحصيلي و تدوين سياستهاي آموزشي هدفمند، بهويژه در راستاي حمايت از دانشآموزان در معرض خطر افت تحصيلي، مورداستفاده قرار گيرد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/08/21
عنوان به انگليسي
The Effect of Family Education on Studentsʹ Academic Achievement Using Machine Learning Methods: A Case Study of Alborz Province
تاريخ بهره برداري
9/15/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
اميرمحمد پاس لاري
چكيده به لاتين
Education, as one of the fundamental pillars of human development, plays a decisive role in individual and social growth. Studentsʹ academic performance is directly related to family and social factors. This study aimed to model students’ academic underachievement based on family characteristics through a case study in Alborz province. The data used in this research were collected from primary and secondary schools in Alborz province and included variables such as parentsʹ education level, household income, parentsʹ occupation, and family structure. In this study, four machine learning algorithms, including Logistic Regression, Support Vector Machine (SVM) with RBF kernel, Random Forest, and XGBoost, were employed to design and implement models for predicting academic underachievement. Additionally, GridSearch was applied for hyperparameter optimization to improve the performance of the models. To investigate the relationship between family characteristics and academic underachievement, Spearman correlation was used as a non-linear statistical method. The SMOTE technique was also utilized to handle data imbalance and balance the classes. The findings indicated that the mother’s education level, family income, and father’s education level were the most influential factors in predicting students’ academic underachievement. Among the different algorithms, the Random Forest model provided more accurate predictions and better capability in simulating complex relationships, successfully identifying students at risk of academic underachievement. Furthermore, SHAP analysis was applied to identify feature importance, revealing that mother’s education level and family income had the greatest impact on predicting academic underachievement. The results of this research can serve as an effective tool for predicting the risk of academic underachievement and for designing targeted educational policies, particularly to support students at risk of poor academic performance.
كليدواژه هاي فارسي
ويژگيهاي خانوادگي , يادگيري ماشين
كليدواژه هاي لاتين
Family Characteristic , Machine learning
Author
Amir Mohammad Paslari
SuperVisor
Javad Vahidi