Ein Modell zur Vorhersage der akademischen Leistung bei standardisierten Tests für benachteiligte Regionen basierend auf maschinellem Lernen und Shapley-additiven Erklärungen – Wissenschaftliche Berichte

Ein Modell zur Vorhersage der akademischen Leistung bei standardisierten Tests für benachteiligte Regionen basierend auf maschinellem Lernen und Shapley-additiven Erklärungen – Wissenschaftliche Berichte

Literaturverzeichnis zu den aktuellen Entwicklungen im Bereich des Bildungsdaten-Mining und der Analyse akademischer Leistungen

In den letzten Jahren hat sich Data Mining als unverzichtbares Werkzeug in der Bildungsforschung etabliert. Diese Technologie nutzt Algorithmen und statistische Modelle, um aus großen Datenmengen wertvolle Erkenntnisse zu gewinnen, die zur Verbesserung der akademischen Leistungen von Studierenden beitragen können. Im Folgenden stellen wir einige der wesentlichen Studien und Trends des Bildungsdatamining vor, die sowohl für Forscher als auch für Bildungseinrichtungen von Bedeutung sind.

1. Die Evolution des Bildungsdatamining

Gemäß einer umfassenden Übersicht von Romero und Ventura (2010) hat das Bildungsdatamining in den letzten zwei Jahrzehnten einen rasanten Fortschritt gemacht. Die Anwendung statistischer Methoden und maschinellen Lernens hat nicht nur das Verständnis von Lernprozessen vertieft, sondern auch die Möglichkeit geschaffen, zukünftige Leistungen vorherzusagen. Diese Vorhersagen helfen Bildungsinstitutionen, gezielte Interventionen zu entwickeln, um den Erfolg der Studierenden zu steigern (Burgos et al., 2018).

2. Techniken und Anwendungen

Vielfältige Techniken, die im Rahmen von Data Mining beim Lernen verwendet werden, führen dazu, dass Lehrpläne und Lehrmethoden kontinuierlich angepasst werden. Forschungsarbeiten zeigen, dass Methoden wie Entscheidungsbäume und neuronale Netzwerke herausragende Leistungen bei der Vorhersage des akademischen Erfolgs erbringen (Fernandes et al., 2019; Baker & Yacef, 2009). Diese Techniken bieten die Möglichkeit, komplexe Muster zu erkennen, die mit herkömmlichen statistischen Analyseverfahren möglicherweise unentdeckt bleiben würden.

3. Einfluss von Kontextfaktoren

Eine wichtige Erkenntnis aus den Studien ist, dass neben den akademischen Daten auch soziale und wirtschaftliche Faktoren eine signifikante Rolle bei der Leistungsbewertung von Studierenden spielen. Forschungen von Athani et al. (2017) und Devi & Kaur (2017) zeigen, dass soziale Verhaltensweisen und das sozioökonomische Umfeld stark mit dem Studienerfolg korrelieren. Solche Erkenntnisse sind entscheidend, um Programme zur Unterstützung von benachteiligten Studierenden zu entwickeln.

4. Früherkennung von Leistungsproblemen

Ein weiterer bedeutender Vorteil von Data Mining ist die Fähigkeit, frühzeitig Leistungsprobleme zu identifizieren. Die Arbeit von Costa et al. (2017) befasst sich mit der Effektivität von Datenanalysetools zur frühzeitigen Identifizierung von Studierenden, die in Programmierkursen Schwierigkeiten haben. Solche proaktiven Maßnahmen können dazu beitragen, Abbrüche zu verhindern und das Lernen zu fördern.

In der Zukunft des Bildungsdatamining sind mehrere Entwicklungen zu erwarten. Laut einer Studie von Khan et al. (2019) und Zaffar et al. (2018) könnten zunehmend hybride Ansätze, die verschiedene Algorithmen kombinieren, die Vorhersagegenauigkeit weiter verbessern und individuelle Lernpfade noch besser unterstützen. Zudem wird der Einsatz von KI zur Analyse komplexer Verhaltensmuster von Studierenden immer komplexer, was zu personalisierten Bildungsansätzen führen könnte.

Fazit

Die Integration von Data Mining in die Bildungsforschung hat das Potenzial, den Bildungssektor nachhaltig zu transformieren. Durch die Verwendung moderner Analysetools können Bildungseinrichtungen besser auf die Bedürfnisse ihrer Studierenden eingehen und maßgeschneiderte Lernoptionen anbieten. Mit einem verstärkten Fokus auf datengestützte Entscheidungsfindung wird der Bildungsbereich weiterhin neue Wege finden, um den Lernerfolg nachhaltig zu fördern.

Weiterführende Literatur

Für Leser, die sich tiefer mit diesem Thema befassen möchten, seien folgende Quellen empfohlen:

  • Romero, C., & Ventura, S. (2010). Educational data mining: a review of the state of the art. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics.
  • Burgos, C. et al. (2018). Data mining for modeling students’ performance: A tutoring action plan to prevent academic dropout. Computers & Electrical Engineering.

Die Entwicklungen im Bildungsdatamining sind vielversprechend und werden zweifellos bedeutende Auswirkungen auf das Lernen und Lehren in den kommenden Jahren haben.