Educational data mining

Educational Data Mining
‫دهنده‬ ‫ارائه‬
:
‫شریفی‬ ‫محمدحسین‬
‫درس‬
:
‫سمینار‬
‫استاد‬
:
‫شول‬ ‫دکتر‬
‫ماه‬ ‫بهمن‬
99

‫مقدمه‬
‫ناشی‬ ‫های‬ ‫زیان‬ ‫کاهش‬ ‫و‬ ‫مقابله‬ ‫برای‬ ‫عالی‬ ‫آموزش‬ ‫مراکز‬ ‫از‬ ‫بسیاری‬ ‫امروزه‬
‫آموزشی‬ ‫کاوی‬ ‫داده‬ ‫نام‬ ‫به‬ ‫کارآمدی‬ ‫ابزار‬ ‫از‬ ،‫دانشجویان‬ ‫تحصیلی‬ ‫افت‬ ‫از‬
‫نمایند‬ ‫می‬ ‫استفاده‬
.
‫با‬ ‫مرتبط‬ ‫های‬ ‫داده‬ ‫استخراج‬ ،‫فرایند‬ ‫این‬ ‫در‬
‫انبوه‬ ‫میان‬ ‫از‬ ‫دیگر‬ ‫مشابه‬ ‫موارد‬ ‫و‬ ‫آموزشی‬،‫فردی‬ ‫اطالعات‬ ‫شامل‬ ‫دانشجویان‬
‫عالی‬ ‫آموزش‬ ‫مراکز‬ ‫اختیار‬ ‫در‬ ‫اطالعاتی‬ ‫های‬ ‫پایگاه‬ ‫در‬ ‫شده‬ ‫ذخیره‬ ‫های‬ ‫داده‬
‫از‬ ‫که‬ ‫شد‬ ‫خواهد‬ ‫پنهان‬ ‫الگوهای‬ ‫شناسایی‬ ‫به‬ ‫منجر‬ ‫ها‬ ‫آن‬ ‫تحلیل‬ ‫و‬ ‫تجزیه‬ ‫و‬
‫افت‬ ‫خطر‬ ‫در‬ ‫دانشجویان‬ ‫شناسایی‬ ،‫نظیر‬ ‫مواردی‬ ‫به‬ ‫توان‬ ‫می‬ ‫جمله‬
‫خدماتی‬ ‫از‬ ‫موثر‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫دانشجو‬ ‫حفظ‬ ‫برای‬ ‫مناسب‬ ‫الگو‬ ‫ارائه‬،‫تحصیل‬
‫موارد‬ ‫و‬ ‫بازآموزی‬ ‫و‬ ‫تقویتی‬ ‫های‬ ‫کالس‬ ‫در‬ ‫شرکت‬ ‫به‬ ‫توصیه‬ ،‫مشاوره‬ ‫چون‬‫هم‬
‫نمود‬ ‫اشاره‬ ‫دیگر‬ ‫مشابه‬
.
‫مختلف‬ ‫ابعاد‬ ‫در‬ ‫را‬ ‫فراوانی‬ ‫ارزشمند‬ ‫های‬ ‫مزیت‬ ‫ها‬ ‫یافته‬ ‫این‬
‫مراکز‬ ‫برای‬ ‫نظر‬ ‫مد‬ ‫اهداف‬ ‫پیشبرد‬ ‫نهایت‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫اجتماعی‬ ‫مسئولیت‬،‫مالی‬
‫داشت‬ ‫خواهد‬ ‫همراه‬ ‫به‬ ‫عالی‬ ‫آموزش‬
.

‫آموزشی‬ ‫کاوی‬ ‫داده‬

‫آموزشی‬ ‫کاوی‬ ‫داده‬
‫یک‬
‫کاوی‬ ‫داده‬ ‫کاربرد‬ ‫به‬ ‫مربوط‬ ‫تحقیقاتی‬ ‫زمینه‬
‫از‬ ‫شده‬ ‫تولید‬ ‫اطالعات‬ ‫در‬ ‫آمار‬ ‫و‬ ‫ماشین‬ ‫یادگیری‬ ،
‫های‬ ‫محیط‬
‫آموزشی‬
(
‫هوشمند‬ ‫خصوصی‬ ‫تدریس‬ ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫و‬ ‫ها‬ ‫دانشگاه‬ ، ‫مثال‬ ‫عنوان‬ ‫به‬
)
‫کند‬ ‫می‬ ‫توصیف‬ ‫را‬
.
 Educational Data Mining Society defines EDM as follows:
“Educational Data Mining is an emerging discipline, concerned with developing
methods for exploring the unique types of data that come from educational settings,
and using those methods to better understand students, and the settings which they
learn in.”

‫یادگیری‬ ‫تحلیل‬ ‫و‬ ‫تجزیه‬
 The Society for Learning Analytics Research defines Learning Analytics as:
“… the measurement, collection, analysis and reporting of data about learners and
their contexts, for purposes of understanding and optimizing learning and the
environments in which it occurs.”

‫تحلیل‬ ‫و‬ ‫تجزیه‬ ‫و‬ ‫آموزشی‬ ‫کاوی‬ ‫داده‬ ‫تفاوت‬
‫یادگیری‬

‫کشف‬
(
Discovery
)
:
‫در‬
EDM
،
‫و‬ ‫هستند‬ ‫مند‬ ‫عالقه‬ ‫خودکار‬ ‫کشف‬ ‫به‬ ‫محققان‬
‫قضاوت‬ ‫از‬ ‫استفاده‬
،‫انسان‬
‫است‬ ‫آن‬ ‫برای‬ ‫ابزاری‬
.
‫در‬
LA
، ‫است‬ ‫برعکس‬ ً
‫کامال‬
‫است‬ ‫هدف‬ ‫انسان‬ ‫قضاوت‬ ‫از‬ ‫استفاده‬
.

‫گرایی‬ ‫کل‬ ‫و‬ ‫کاهش‬
(
Reduction and holism
)
:
EDM
‫اجزا‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫ها‬ ‫سیستم‬
‫که‬ ‫حالی‬ ‫در‬ ، ‫کند‬ ‫می‬ ‫کاوش‬ ‫را‬ ‫آنها‬ ‫روابط‬ ‫و‬ ‫آنها‬ ‫و‬ ‫داده‬ ‫کاهش‬
LA
‫خواهد‬ ‫می‬
‫کند‬ ‫درک‬ ‫را‬ ‫ها‬ ‫سیستم‬ ‫کل‬
.

‫منشا‬
(
Origins
)
:
EDM
‫دانش‬ ‫سازی‬ ‫مدل‬ ‫و‬ ‫آموزشی‬ ‫افزارهای‬ ‫نرم‬ ‫در‬ ‫ریشه‬
‫دارد‬ ‫آموزان‬
.
‫های‬ ‫ریشه‬ ، ‫مقابل‬ ‫در‬
LA
، ‫معنایی‬ ‫وب‬ ‫به‬ ‫مربوط‬
"
‫درسی‬ ‫برنامه‬
‫هوشمند‬
"
‫است‬ ‫سیستمیک‬ ‫مداخالت‬ ‫و‬ ‫نتیجه‬ ‫بینی‬ ‫پیش‬ ،
.

‫شخصی‬ ‫و‬ ‫سازگاری‬
‫سازی‬
(
Adaption and personalization
)
:
EDM
‫سازگاری‬
‫که‬ ‫حالی‬ ‫در‬ ، ‫دهد‬ ‫می‬ ‫انجام‬ ‫را‬ ‫خودکار‬
LA
‫مربیان‬
‫می‬ ‫آگاه‬ ‫را‬ ‫دانشجویان‬ ‫و‬
‫کند‬ ‫می‬ ‫توانمند‬ ‫را‬ ‫آنها‬ ‫و‬ ‫کند‬
.

‫روش‬ ‫و‬ ‫ها‬ ‫روش‬
‫ها‬
(
Techniques and methods
)
:
EDM
‫از‬
‫های‬ ‫روش‬ ‫و‬ ‫ها‬ ‫روش‬
‫مدل‬ ‫با‬ ‫کشف‬ ، ‫رابطه‬ ‫استخراج‬ ، ‫بیزی‬ ‫سازی‬ ‫مدل‬ ، ‫بندی‬ ‫خوشه‬ ، ‫بندی‬ ‫طبقه‬
‫کند‬ ‫می‬ ‫استفاده‬ ‫بیشتر‬ ‫تجسم‬ ‫و‬ ‫ها‬
.
‫که‬ ‫حالی‬ ‫در‬
LA
‫شبکه‬ ‫تحلیل‬ ‫و‬ ‫تجزیه‬ ‫بر‬
‫و‬ ‫تجزیه‬ ، ‫تأثیر‬ ‫تحلیل‬ ‫و‬ ‫تجزیه‬ ، ‫احساسات‬ ‫تحلیل‬ ‫و‬ ‫تجزیه‬ ، ‫اجتماعی‬ ‫های‬

‫تحلیل‬ ‫و‬ ‫تجزیه‬ ‫و‬ ‫آموزشی‬ ‫کاوی‬ ‫داده‬ ‫تفاوت‬
‫یادگیری‬
(
‫ادامه‬
)

‫که‬ ‫جاهایی‬ ‫در‬
LA
‫کاوی‬ ‫داده‬ ، ‫است‬ ‫عمل‬ ‫و‬ ‫ساختن‬ ‫فکر‬ ‫به‬ ‫بیشتر‬
‫به‬ ‫منحصر‬ ‫انواع‬ ‫کاوش‬ ‫برای‬ ‫هایی‬ ‫روش‬ ‫توسعه‬ ‫دنبال‬ ‫به‬ ‫بیشتر‬ ‫آموزشی‬
‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫آموزشی‬ ‫محیط‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫هایی‬ ‫داده‬ ‫فرد‬
.

‫های‬ ‫سیستم‬ ‫در‬ ‫کاوی‬ ‫داده‬ ‫کاربرد‬ ‫چرخه‬
‫آموزشی‬

‫آموزشی‬ ‫کاوی‬ ‫داده‬ ‫انواع‬
.1
‫سنتی‬ ‫های‬ ‫کالس‬ ‫در‬ ‫آموزشی‬ ‫کاوی‬ ‫داده‬
.2
‫راه‬ ‫از‬ ‫آموزش‬ ‫در‬ ‫آموزشی‬ ‫کاوی‬ ‫داده‬
‫دور‬


‫نام‬ ‫ثبت‬ ‫خاص‬ ‫دوره‬ ‫یک‬ ‫در‬ ‫آموزان‬ ‫دانش‬ ‫کدام‬ ‫بدانند‬ ‫مایلند‬ ‫موسسات‬
‫دارند‬ ‫نیاز‬ ‫کمک‬ ‫به‬ ‫التحصیلی‬ ‫فارغ‬ ‫برای‬ ‫دانشجویانی‬ ‫چه‬ ‫و‬ ‫کنند‬ ‫می‬
.
‫بیابد‬ ‫را‬ ‫پذیرش‬ ‫شرایط‬ ‫قبیل‬ ‫از‬ ‫اطالعاتی‬ ‫بخواهد‬ ‫است‬ ‫ممکن‬ ‫مدیر‬ ‫یک‬
‫و‬
‫تعداد‬
‫کند‬ ‫بینی‬ ‫پیش‬ ‫زمانی‬ ‫جدول‬ ‫برای‬ ‫را‬ ‫کالس‬ ‫نام‬ ‫ثبت‬
.
‫دانش‬
‫ها‬ ‫دوره‬ ‫انتخاب‬ ‫بهترین‬ ‫چگونه‬ ‫که‬ ‫بدانند‬ ‫بخواهند‬ ‫است‬ ‫ممکن‬ ‫آموزان‬
‫دهند‬ ‫انجام‬ ‫شده‬ ‫انتخاب‬ ‫های‬ ‫دوره‬ ‫در‬ ‫عملکرد‬ ‫بینی‬ ‫پیش‬ ‫براساس‬ ‫را‬
.
‫یادگیری‬ ‫در‬ ‫تجربیاتی‬ ‫چه‬ ‫که‬ ‫بدانند‬ ‫بخواهند‬ ‫است‬ ‫ممکن‬ ‫مربیان‬
‫گروه‬ ‫از‬ ‫کالس‬ ‫یک‬ ‫چرا‬ ، ‫کنند‬ ‫می‬ ‫کمک‬ ‫یادگیری‬ ‫کلی‬ ‫نتایج‬ ‫به‬ ‫بیشتر‬
‫بهتر‬ ‫دیگر‬
،‫است‬
‫و‬
‫غیره‬

‫مقاالت‬ ‫اولین‬

‫داده‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫مورد‬ ‫در‬ ‫مقاالت‬ ‫اولین‬ ‫از‬ ‫یکی‬
‫برای‬ ‫آموزشی‬ ‫کاوی‬
‫زیتکوو‬ ‫و‬ ‫سانجیف‬ ‫توسط‬ ‫دانشجو‬ ‫نام‬ ‫ثبت‬ ‫درک‬
(
1995
)
‫است‬ ‫شده‬ ‫نوشته‬
.

‫از‬ ‫استفاده‬ ‫مورد‬ ‫در‬ ‫دیگری‬ ‫کار‬
KDD
‫برای‬
‫اینکه‬ ‫درک‬ ‫و‬ ‫شناسایی‬
‫دانشگاه‬ ‫یک‬ ‫دانشجویان‬ ‫بر‬ ‫تواند‬ ‫می‬ ‫درسی‬ ‫برنامه‬ ‫در‬ ‫نظر‬ ‫تجدید‬ ‫آیا‬
‫شد‬ ‫انجام‬ ‫همکاران‬ ‫و‬ ‫بکر‬ ‫توسط‬ ، ‫بگذارد‬ ‫تأثیر‬ ‫برزیل‬
.

‫در‬
‫در‬ ‫شرکت‬ ‫برای‬ ‫ضعیف‬ ‫آموزان‬ ‫دانش‬ ‫انتخاب‬ ‫هدف‬ ، ‫مرتبط‬ ‫کار‬ ‫یک‬
‫تقویتی‬ ‫کالسهای‬
‫است‬ ‫تحصیلی‬ ‫افت‬ ‫از‬ ‫جلوگیری‬ ‫و‬
.

‫از‬ ‫آموزش‬ ‫در‬ ‫آموزشی‬ ‫کاوی‬ ‫داده‬
‫دور‬ ‫راه‬

‫از‬ ‫آموزش‬
‫دور‬ ‫راه‬
‫به‬ ‫دسترسی‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫هایی‬ ‫روش‬ ‫و‬ ‫ها‬ ‫تکنیک‬ ‫شامل‬
‫از‬ ‫مکان‬ ‫و‬ ‫زمان‬ ‫با‬ ‫که‬ ‫دانشجویانی‬ ‫برای‬ ‫را‬ ‫آموزشی‬ ‫های‬ ‫برنامه‬
‫کند‬ ‫می‬ ‫فراهم‬ ‫اند‬ ‫شده‬ ‫جدا‬ ‫استادان‬
.
‫یادگیری‬ ‫های‬ ‫سیستم‬
‫مربی‬ ‫و‬ ‫دانشجو‬ ‫نزدیکتر‬ ‫رابطه‬ ‫فاقد‬ ‫الکترونیکی‬
(
‫یک‬ ‫به‬ ‫یک‬
)
‫هستند‬
.
‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫دور‬ ‫راه‬ ‫از‬ ‫آموزش‬ ‫از‬ ‫مختلفی‬ ‫انواع‬
:
‫ای‬ ‫مکاتبه‬ ‫آموزش‬
، ‫فیلم‬ ‫نوار‬ ‫آموزش‬ ، ‫مقاله‬ ‫بر‬ ‫مبتنی‬
‫و‬ ‫پادکست‬
‫غیره‬
.
‫حاضر‬ ‫حال‬ ‫در‬
‫امکان‬ ‫آموزان‬ ‫دانش‬ ‫به‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫وب‬ ‫تحت‬ ‫آموزش‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫بیشترین‬ ،
‫طریق‬ ‫از‬ ‫راحتی‬ ‫به‬ ‫دهد‬ ‫می‬
‫کنند‬ ‫برقرار‬ ‫ارتباط‬ ‫اینترنت‬
.
‫آموزش‬
‫اینترنت‬ ‫طریق‬ ‫از‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫دور‬ ‫راه‬ ‫از‬ ‫آموزش‬ ‫نوعی‬ ‫وب‬ ‫بر‬ ‫مبتنی‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫ارائه‬
(
، ‫همکاران‬ ‫و‬ ‫جانسون‬
2000
.)

‫دور‬ ‫راه‬ ‫از‬ ‫آموزشی‬ ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫ترین‬ ‫معروف‬
:
Particular web-based courses
learning content management systems

‫داده‬ ‫پردازش‬

‫شکل‬ ‫یک‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫اصلی‬ ‫های‬ ‫داده‬ ‫تبدیل‬ ‫امکان‬ ‫ها‬ ‫داده‬ ‫پردازش‬ ‫پیش‬
‫کند‬ ‫می‬ ‫فراهم‬ ‫خاص‬ ‫استخراج‬ ‫الگوریتم‬ ‫توسط‬ ‫استفاده‬ ‫برای‬ ‫مناسب‬
.
، ‫کاوی‬ ‫داده‬ ‫الگوریتم‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫از‬ ‫قبل‬ ، ‫بنابراین‬
‫داده‬ ‫باید‬
‫شود‬ ‫سازی‬ ‫آماده‬ ‫ها‬ ‫الگوریتم‬ ‫برای‬ ‫های‬
.

Data cleaning

Data integration

Data reduction

….

‫آموزشی‬ ‫کاوی‬ ‫داده‬ ‫در‬ ‫شده‬ ‫استفاده‬ ‫های‬ ‫روش‬
‫استفاده‬ ‫فراوانی‬ ‫الگوریتم‬
‫کاوی‬ ‫داده‬
18 ‫تصمیم‬ ‫درخت‬
13 ‫عصبی‬ ‫های‬ ‫شبکه‬
8 ‫رگرسیون‬
3 ‫پشتیبان‬ ‫بردار‬ ‫ماشین‬
3 ‫بیزین‬
3 ‫تصادفی‬ ‫جنگل‬
1 ‫تشخیص‬ ‫تحلیل‬
‫خطی‬
1 ‫های‬ ‫الگوریتم‬
‫ابتکاری‬ ‫فرا‬
1 KNN

‫شاهرود‬ ‫دانشگاه‬ ‫آموزشی‬ ‫های‬ ‫داده‬ ‫تحلیل‬

‫شاهرود‬ ‫دانشگاه‬ ‫آموزشی‬ ‫های‬ ‫داده‬ ‫تحلیل‬
(
‫ادامه‬
)

‫آموزشی‬ ‫کاوی‬ ‫داده‬ ‫در‬ ‫تصمیم‬ ‫درخت‬

‫تصمیم‬ ‫درخت‬ ‫از‬ ‫آمده‬ ‫بدست‬ ‫نتایج‬

‫آموزشی‬ ‫کاوی‬ ‫داده‬ ‫در‬ ‫عصبی‬ ‫شبکه‬

‫منابع‬

Learning Analytics and Educational Data Mining: Towards Communication and Collaboration
George
Siemens

‫دادهکاوی‬ ‫رویکرد‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫تحصیلی‬ ‫موفقیت‬ ‫ارزیابی‬ ‫هدف‬ ‫با‬ ‫دانشجویان‬ ‫آموزشی‬ ‫دادههای‬ ‫تحلیل‬
)
‫م‬ ‫نمونه‬
‫وردی‬
:
‫دانشگاه‬ ‫صنایع‬ ‫مهندسی‬ ‫و‬ ‫مدیریت‬ ‫دانشکده‬

Educational data mining: A survey from 1995 to 2005

Early Detection of Students at Risk - Predicting Student Dropouts Using Administrative Student Data from
German Universities and Machine Learning Methods Johannes Berens

The State of Educational Data Mining in 2009: A Review and Future Visions

‫کاوي‬ ‫داده‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫الکترونیکي‬ ‫آموزش‬ ‫هاي‬ ‫سامانه‬ ‫در‬ ‫آموزش‬ ‫کیفیت‬ ‫ارتقاي‬
‫مقصودی‬ ‫بهروز‬ ‫آموزشي‬

‫شخصي‬ ‫منظور‬ ‫به‬ ‫الکترونیکي‬ ‫يادگیري‬ ‫محیط‬ ‫در‬ ‫يادگیرندگان‬ ‫بندي‬ ‫گروه‬ ‫جهت‬ ‫آموزشي‬ ‫کاوي‬ ‫داده‬ ‫از‬ ‫استفاده‬
‫سازي‬
‫برنامه‬
‫پر‬ ‫دی‬ ‫محمود‬ ‫آموزش‬

Mining Educational Data to Analyze Students‟ Performance

Learning Analytics: The Emergence of a Discipline

‫و‬
....

Educational data mining

More Related Content

Similar to Educational data mining (20)

More from MohammadHoseinSharif1 (6)

Educational data mining