Predicción del desempeño académico de un estudiante a partir del análisis de patrones y comportamientos, utilizando estrategias de machine learning

El presente trabajo aborda la predicción del desempeño académico de estudiantes mediante el análisis de patrones y comportamientos individuales utilizando algoritmos de machine learning. A partir de un conjunto de datos de Kaggle, se identificaron variables como horas de estudio, asistencia, partici...

Full description

Autores:
Cruz Holguín, Héctor Jaime
Catuche Mompotes, Miguel Ángel
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2024
Institución:
Corporación Universitaria Remington
Repositorio:
Repositorio institucional Uniremington
Idioma:
spa
OAI Identifier:
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Acceso en línea:
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Palabra clave:
Data Set
Modelo de predicción
Aprendizaje supervisado
Patrones
Comportamientos
Variables
Análisis
Algoritmos de clasificación
Aprendizaje automático (Inteligencia artificial)
Análisis de datos
Estudiantes
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description El presente trabajo aborda la predicción del desempeño académico de estudiantes mediante el análisis de patrones y comportamientos individuales utilizando algoritmos de machine learning. A partir de un conjunto de datos de Kaggle, se identificaron variables como horas de estudio, asistencia, participación parental, acceso a recursos educativos, y motivación, que impactan en los resultados académicos. Tras una cuidadosa limpieza y preprocesamiento de datos, se implementaron seis algoritmos de clasificación supervisada: KNN, Bayes, LDA, QDA, árboles de decisión, y SVM, los cuales lograron una precisión superior al 98% en la predicción de desempeño estudiantil (Suficiente o Satisfactorio). La metodología incluyó un análisis de correlación para seleccionar las variables con mayor relevancia, descartando aquellas con baja influencia. La eliminación de la puntuación en el examen final como variable permitió enfocar la predicción en patrones conductuales en lugar de calificaciones previas. La implementación del modelo fue validada mediante la simulación de tres perfiles estudiantiles distintos, lo que demostró la efectividad y adaptabilidad del modelo para anticipar el rendimiento académico y ofrecer recomendaciones personalizadas.
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Tras una cuidadosa limpieza y preprocesamiento de datos, se implementaron seis algoritmos de clasificación supervisada: KNN, Bayes, LDA, QDA, árboles de decisión, y SVM, los cuales lograron una precisión superior al 98% en la predicción de desempeño estudiantil (Suficiente o Satisfactorio). La metodología incluyó un análisis de correlación para seleccionar las variables con mayor relevancia, descartando aquellas con baja influencia. La eliminación de la puntuación en el examen final como variable permitió enfocar la predicción en patrones conductuales en lugar de calificaciones previas. La implementación del modelo fue validada mediante la simulación de tres perfiles estudiantiles distintos, lo que demostró la efectividad y adaptabilidad del modelo para anticipar el rendimiento académico y ofrecer recomendaciones personalizadas.PregradoIngeniero(a) de Sistemas38 p.application/pdfspaCorporación Universitaria RemingtonPalmira (Valle del Cauca, Colombia)Bogotá (Cundinamarca, Colombia)Facultad de IngenieríasIngeniería de SistemasData SetModelo de predicciónAprendizaje supervisadoPatronesComportamientosVariablesAnálisisAlgoritmos de clasificaciónAprendizaje automático (Inteligencia artificial)Análisis de datosEstudiantesPredicción del desempeño académico de un estudiante a partir del análisis de patrones y comportamientos, utilizando estrategias de machine learningTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Textinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TPTesis/Trabajo de grado - Monografía - PregradoPublicationLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.uniremington.edu.co/bitstreams/a3a93ac8-1ca9-4122-813a-68efa8aeaa36/download8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52Cesión Derechos_TG 4.pdfapplication/pdf327630https://repositorio.uniremington.edu.co/bitstreams/5ab97fdb-d9fa-4a1e-9ba7-7e8ef9dbbd15/downloaddfc40ebc21f123f2645c854a6532c35aMD53TEXTRIU-PRE-2024 Prediccion desempeño academico.pdf.txtRIU-PRE-2024 Prediccion desempeño academico.pdf.txtExtracted texttext/plain42889https://repositorio.uniremington.edu.co/bitstreams/0c316e09-4cda-4502-b231-8c8f3db90c2e/download801aa3d002f005d2c380d0d3ff7c3373MD54THUMBNAILRIU-PRE-2024 Prediccion desempeño academico.pdf.jpgRIU-PRE-2024 Prediccion desempeño academico.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg3478https://repositorio.uniremington.edu.co/bitstreams/00f0d5c6-37b4-40f6-86e0-6e9b521c12d7/downloadc77851603b1b7e66b2e5f39a6f6965a9MD55ORIGINALRIU-PRE-2024 Prediccion desempeño academico.pdfRIU-PRE-2024 Prediccion desempeño academico.pdfapplication/pdf776895https://repositorio.uniremington.edu.co/bitstreams/76c89958-b59c-4c1d-9448-5ef718216ca4/download727ab3ec8c19c0074b4fd3de3f0ecb98MD51123456789/5417oai:repositorio.uniremington.edu.co:123456789/54172025-02-13 06:17:34.805https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Derechos Reservados - Corporación Universitaria Remington, 2025open.accesshttps://repositorio.uniremington.edu.coRepositorio UNIREMINGTONbiblioteca@uniremington.edu.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