• Title/Summary/Keyword: 학습 성과 예측

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Improving learning outcome prediction method by applying Markov Chain (Markov Chain을 응용한 학습 성과 예측 방법 개선)

  • Chul-Hyun Hwang
    • The Journal of the Convergence on Culture Technology
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    • v.10 no.4
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    • pp.595-600
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    • 2024
  • As the use of artificial intelligence technologies such as machine learning increases in research fields that predict learning outcomes or optimize learning pathways, the use of artificial intelligence in education is gradually making progress. This research is gradually evolving into more advanced artificial intelligence methods such as deep learning and reinforcement learning. This study aims to improve the method of predicting future learning performance based on the learner's past learning performance-history data. Therefore, to improve prediction performance, we propose conditional probability applying the Markov Chain method. This method is used to improve the prediction performance of the classifier by allowing the learner to add learning history data to the classification prediction in addition to classification prediction by machine learning. In order to confirm the effectiveness of the proposed method, a total of more than 30 experiments were conducted per algorithm and indicator using empirical data, 'Teaching aid-based early childhood education learning performance data'. As a result of the experiment, higher performance indicators were confirmed in cases using the proposed method than in cases where only the classification algorithm was used in all cases.

Study for Prediction System of Learning Achievements of Cyber University Students using Deep Learning based on Autoencoder (오토인코더에 기반한 딥러닝을 이용한 사이버대학교 학생의 학업 성취도 예측 분석 시스템 연구)

  • Lee, Hyun-Jin
    • Journal of Digital Contents Society
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    • v.19 no.6
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    • pp.1115-1121
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    • 2018
  • In this paper, we have studied a data analysis method by deep learning to predict learning achievements based on accumulated data in cyber university learning management system. By predicting learner's academic achievement, it can be used as a tool to enhance learner's learning and improve the quality of education. In order to improve the accuracy of prediction of learning achievements, the autoencoder based attendance prediction method is developed to improve the prediction performance and deep learning algorithm with ongoing evaluation metrics and predicted attendance are used to predict the final score. In order to verify the prediction results of the proposed method, the final grade was predicted by using the evaluation factor attendance data of the learning process. The experimental result showed that we can predict the learning achievements in the middle of semester.

Gender Bias Mitigation in Gender Prediction Using Zero-shot Classification (제로샷 분류를 활용한 성별 편향 완화 성별 예측 방법)

  • Yeonhee Kim;Byoungju Choi;Jongkil Kim
    • Annual Conference of KIPS
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    • 2024.05a
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    • pp.509-512
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    • 2024
  • 자연어 처리 기술은 인간 언어의 이해와 처리에서 큰 진전을 이루었으나, 학습 데이터에 내재한 성별 편향이 모델의 예측 정확도와 신뢰성을 저하하는 주요한 문제로 남아 있다. 특히 성별 예측에서 이러한 편향은 더욱 두드러진다. 제로샷 분류 기법은 기존에 학습되지 않은 새로운 클래스를 효과적으로 예측할 수 있는 기술로, 학습 데이터의 제한적인 의존성을 극복하고 다양한 언어 및 데이터 제한 상황에서도 효율적으로 작동한다. 본 논문은 성별 클래스 확장과 데이터 구조 개선을 통해 성별 편향을 최소화한 새로운 데이터셋을 구축하고, 이를 제로샷 분류 기법을 통해 학습시켜 성별 편향성이 완화된 새로운 성별 예측 모델을 제안한다. 이 연구는 다양한 언어로 구성된 자연어 데이터를 추가 학습하여 성별 예측에 최적화된 모델을 개발하고, 제한된 데이터 환경에서도 모델의 유연성과 범용성을 입증한다.

Learning Presence Factors Affecting Learning Outcomes in Facebook-based Collaborative Learning Environments (페이스북 기반 협력학습 성과를 예측하는 학습실재감 요인 규명)

  • Lee, Jeongmin;Oh, Seungeun
    • Journal of The Korean Association of Information Education
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    • v.17 no.3
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    • pp.305-316
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    • 2013
  • Despite the potential implications of Facebook use, there is a distinct lack of empirically derived theory for designing learning environment. This may be because Facebook is a social tool and there has been limited opportunity for exploratory research regarding Facebook based learning. Therefore, the purpose of this study is to investigate learning presence factors affecting learning outcomes in Facebook-based collaborative learning. Forty two college students participated in the Facebook-based collaborative learning activity, and the data from thirty nine were used for step-wise multiple regression analysis. In addition focus group interview was conducted to examine learning presence of Facebook-based collaborative learning. The results reported that cognitive presence predicted significantly learning outcomes, however, social and emotional presence did not predict learning outcomes. The implication of this study and future research were discussed in this research.

Predictability of M-Learning Outcomes by Time management, Usefulness, and Interest in Science Education (모바일 과학학습 성과에 대한 시간관리, 유용성, 흥미의 예측력 검증)

  • Lee, Jeongmin;Noh, Jiyae
    • The Journal of Korean Association of Computer Education
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    • v.17 no.1
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    • pp.65-73
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    • 2014
  • The purpose of this study is to examine how time management, usefulness, and interest predict m-learning outcomes. For this study, 144 high school students participated in m-learning activities during science classes. After 5 week of classes, they responded the following surveys: time management, usefulness, interest, satisfaction, perceived achievement and learning persistence. Multiple regression analyses with correlation applied to this study as a data analysis method. The results showed that time management, usefulness, interest significantly predicted learning satisfaction and persistence. In addition, time management and usefulness significantly predicted perceived achievement, Therefore, these findings imply that time management, usefulness should be considered for designing m-learning activities in high school science class.

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Influence of Big Five Personality on Self-Regulation Learning and Achievement in Gifted Education (영재교육에 있어 성격 5요인의 자기조절학습 및 학업성취도 예측에 관한 연구)

  • Joo, Youngju;Kim, Dongsim
    • Journal of Gifted/Talented Education
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    • v.27 no.1
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    • pp.1-16
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    • 2017
  • This study aimed to analyze the relationships between Big five personality (openness to experience, conscientiousness, extraversion, agreeableness, neuroticism), self-regulation learning, and achievement in children in a gifted education program. 95 students in a gifted education program participated in this study. A hypothetical model proposed openness to experience, conscientiousness, extraversion, agreeableness, neuroticism as independent variables, and self-regulation learning and achievement with gifted education as dependent variables. Stepwise regression analysis indicated that openness to experience, conscientiousness, and agreeableness significantly predicted self-regulation learning. Also, neuroticism, selfregulation learning, and extraversion significantly impacted achievement with gifted education. openness to experience, conscientiousness, and agreeableness showed that complete mediating effects through self-regulation learning to achievement. A foundation for improving learning strategies in a successful gifted education program can be constructed on the basis of the results of this study.

An Empirical Analysis of Boosing of Neural Networks for Bankruptcy Prediction (부스팅 인공신경망학습의 기업부실예측 성과비교)

  • Kim, Myoung-Jong;Kang, Dae-Ki
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.14 no.1
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    • pp.63-69
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    • 2010
  • Ensemble is one of widely used methods for improving the performance of classification and prediction models. Two popular ensemble methods, Bagging and Boosting, have been applied with great success to various machine learning problems using mostly decision trees as base classifiers. This paper performs an empirical comparison of Boosted neural networks and traditional neural networks on bankruptcy prediction tasks. Experimental results on Korean firms indicated that the boosted neural networks showed the improved performance over traditional neural networks.

Evaluation of multi-basin integrated learning method of LSTM for hydrological time series prediction (수문 시계열 예측을 위한 LSTM의 다지점 통합 학습 방안 평가)

  • Choi, Jeonghyeon;Won, Jeongeun;Jung, Haeun;Kim, Sangdan
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.366-366
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    • 2022
  • 유역의 하천유량과 같은 수문 시계열을 모의 또는 예측하기 위한 수문 모델링에서 최근 기계 학습 방법을 활용한 연구가 활발하게 적용되고 있는 추세이다. 이러한 데이터 기반 모델링 접근법은 입출력 자료에서 관찰된 패턴을 학습하며, 특히, 장단기기억(Long Short-Term Memory, LSTM) 네트워크는 많은 연구에서 수문 시계열 예측에 대한 적용성이 검증되었으나, 장기간의 고품질 관측자료를 활용할 때 더 나은 예측성능을 보인다. 그러나 우리나라의 경우 장기간 관측된 고품질의 하천유량 자료를 확보하기 어려운 실정이다. 따라서 본 연구에서는 LSTM 네트워크의 학습 시 가용한 모든 유역의 자료를 통합하여 학습시켰을 때 하천유량 예측성능을 개선할 수 있는지 판단해보고자 하였다. 이를 위해, 우리나라 13개 댐 유역을 대상으로 대상 유역의 자료만을 학습한 모델의 예측성능과 모든 유역의 자료를 학습한 모델의 예측성능을 비교해 보았다. 학습은 2001년부터 2010년까지 기상자료(강우, 최저·최고·평균기온, 상대습도, 이슬점, 풍속, 잠재증발산)를 이용하였으며, 2011년부터 2020년에 대해 테스트 되었다. 다지점 통합학습을 통해 테스트 기간에 대해 예측된 각 유역의 일 하천유량의 KGE 중앙값이 0.74로 단일지점 학습을 통해 예측된 KGE(0.72)보다 다소 개선된 결과를 보여주었다. 다지점 통합학습이 하천유량 예측에 큰 개선을 달성하지는 못하였으며, 추가적인 가용 자료 확보와 LSTM 구성의 개선을 통해 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

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Learning Performance Analysis Using Deep Learning (딥러닝기법을 활용한 학습성과분석)

  • Oh, Jeong-Hoon;Yu, Heonchang
    • Annual Conference of KIPS
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    • 2018.10a
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    • pp.711-714
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    • 2018
  • 본 연구의 목적은 교육관리시스템(LMS)에서의 학습활동로그를 바탕으로 학습성과 영향도를 분석하고 이를 예측하기 위한 모델을 개발하는데 있다. 연구방법은 먼저 상관분석을 사용하여 유의미한 변수를 선정하였으며, 딥러닝을 사용하여 예측 모델을 생성하였다. 모델 생성 결과 테스트 데이터 셋에 대해 약 84%의 정확도로 학습성과를 예측할 수 있었다. 본 연구는 온라인 교육환경에서 빅데이터와 인공지능을 적용할 수 있는 새로운 관점을 제공할 것으로 기대한다.

Development of Hydrological Variables Forecast Technology Using Machine Learning based Long Short-Term Memory Network (기계학습 기반의 Long Short-Term Memory 네트워크를 활용한 수문인자 예측기술 개발)

  • Kim, Tae-Jeong;Jung, Min-Kyu;Hwang, Kyu-Nam;Kwon, Hyun-Han
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2019.05a
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    • pp.340-340
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    • 2019
  • 지구온난화로 유발되는 기후변동성이 증가함에 따라서 정확한 수문인자의 예측은 전 세계적으로 주요 관심사항이 되고 있다. 최근에는 고성능 컴퓨터 자원의 증가로 수문기상학 연구에서 동일한 학습량에 비하여 정확도의 향상이 뚜렷한 기계학습 구조를 활용하여 위성영상 기반의 대기예측, 태풍위치 추적 및 강수량 예측 등의 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에는 기계학습 중 시계열 분석에 널리 활용되고 있는 순환신경망(Recurrent Neural Network, RNN) 기법의 대표적인 LSTM(Long Short-Term Memory) 네트워크를 이용하여 수문인자를 예측하였다. LSTM 네트워크는 가중치 및 메모리 요소에 대한 추가정보를 셀 상태에 저장하고 시계열의 길이 조정하여 모형의 탄력적 활용이 가능하다. LSTM 네트워크를 이용한 다양한 수문인자 예측결과 RMSE의 개선을 확인하였다. 따라서 본 연구를 통하여 개발된 기계학습을 통한 수문인자 예측기술은 권역별 수계별 홍수 및 가뭄대응 계획을 능동적으로 수립하는데 활용될 것으로 판단된다. 향후 연구에서는 LSTM의 입력영역을 Bayesian 추론기법을 활용하여 구성함으로 학습과정의 불확실성을 정량적으로 제어하고자 한다.

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