A Study on Factors of Education's Outcome using Decision Trees

의사결정트리를 이용한 교육성과 요인에 관한 연구

  • 김완섭 (숭실대학교 베어드학부대학)
  • Received : 2010.03.10
  • Accepted : 2010.07.20
  • Published : 2010.09.30

Abstract

In order to manage the lectures efficiently in the university and improve the educational outcome, the process is needed that make diagnosis of the present educational outcome of each classes on a lecture and find factors of educational outcome. In most studies for finding the factors of the efficient lecture, statistical methods such as association analysis, regression analysis are used usually, and recently decision tree analysis is employed, too. The decision tree analysis have the merits that is easy to understand a result model, and to be easy to apply for the decision making, but have the weaknesses that is not strong for characteristic of input data such as multicollinearity. This paper indicates the weaknesses of decision tree analysis, and suggests the experimental solution using multiple decision tree algorithm to supplement these problems. The experimental result shows that the suggested method is more effective in finding the reliable factors of the educational outcome.

대학에서 운영되는 강좌를 효과적으로 관리하고 교육성과를 향상시키기 위해서는 각 클래스의 현재의 교육성과를 진단하고 교육성과에 영향을 미치는 요인들을 파악하는 과정이 요구된다. 요인을 발견하는 연구에는 연관성 분석, 회귀분석 등의 통계기법들이 많이 사용되고 있으며 최근에는 데이터마이닝의 결정트리 분석도 사용되고 있다. 결정트리 분석은 결과 모델을 이해하기 쉽고 의사결정에 적용하기 쉽다는 장점이 있지만, 다중공선성 등의 입력 데이터의 특성에 견고하지 못한 문제점이 있다. 본 연구에서는 기존의 결정트리 분석의 문제점들을 정리하고, 이 문제점들을 보완하기 위한 하나의 실험적 해결책으로 다중 결정트리를 이용한 요인의 발견 방법을 제안한다. 실험을 통해 다중 결정트리를 수행이 다중 결정트리를 적용할 때보다 신뢰할 수 있는 요인을 발견하고 각 변수의 중요성을 발견할 수 있음을 보였다.

Keywords

References

  1. 류춘호. 이정호(2003). 대학의 강의평가에 영향을 미치는 학생관련 요인에 관한 연구. 경영교육연구, 32(3): 789-807.
  2. 이주리(2009). Data Mining을 이용한 초등학생의 삶의 만족도에 대한 보호요인 및 위험요인 탐색. 아동학회지, 30(1): 11-25.
  3. 박동준. 최수영(2009). 수학 학업성취도의 영향 요인 분석 연구. 한국수학교육학회, 23(2): 383-398.
  4. 김완섭. 이수원(2006). 데이터 마이닝을 이용한 설문조사의 심층분석. 공학교육연구, 9(4): 71-82.
  5. 김완섭. 이수원(2003). 상품별 구매 패턴을 이용한 프로파일 기반 추천과 협력적 추천과의 결합. 데이터마이 닝학회 2003 추계학술대회 논문집, 172-176.
  6. 한경식. 이수원(2005). 대용량 데이터를 위한 전역적 범주화를 이용한 결정 트리의 순차적 생성. 한국정보처리학회지, 12-B(4): 487-498.
  7. 한경석. 노미현(2004). 데이터마이닝 가상강의 효과와 만족도에 영향을 미치는 주요 요인 분석, 경영교육연구, 19(1): 309-318.
  8. 소연희(2006), 효과적인 교실수업에 영향을 미치는 요인 탐색, 교육방법연구, 18(1): 1-22.
  9. 한송엽. 서경덕(2002). 공학교육 성과를 위한 졸업생 설문 조사 사례연구, 공학교육연구, 5(1): 34-49.
  10. 허인숙(2002), 사회과 교육에서 사전지식을 고려한 학습과 개념도의 활용, 시민교육연구, 34(2): 235-254.
  11. 김신곤. 박성용(1999). 의사결정트리 알고리즘의 성과 비교에 관한 연구, 한국경영정보학회 춘계학술대회 Vol. 1999: 371-383.
  12. 배정이(2008). 중학생의 학교적응 관련요인의 인과적 구조분석, 대한간호학회지, 38(3): 454-464.
  13. 이중섭. 이용교(2009). 부모의 교육수준이 자녀의 학업성취 수준에 영향을 미치는 경로, 한국가족복지학, 26: 159-192.
  14. 소연희(2009). 수업에 대한 자율성 지각과 다중지능 및 교과흥미가 학업성취에 미치는 영향, 한국아동교육학회, 18(2): 5-18.
  15. 박현경. 송문섭(2003). 데이터 마이닝에서 변수중요도에 관한 연구, 서울대학교 석사학위논문.
  16. 권혜숙. 송문섭(2002). 데이터마이닝 패키지에서 분류나 무 알고리즘의 비교 연구, 서울대학교 석사학위논문.
  17. Selwyn Piramuthu(2008). Input Data for Decision Tree, Expert System with Applications, 34(2): 1220-1226.
  18. Roiger, R. J. & Geatz, M. W.(2003). Data Mining: A TUTORIAL-BASED PRIMER. Addison-Wesley.
  19. Han, J. & Kamber, M.(2006). Data Mining Concept and Techniques. Morgan Kaufmann.