计算机科学 > 机器学习
[提交于 2025年8月1日
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标题: 基于考试的学生评估的可解释人工智能和机器学习:社会学术和经济因素的因果与预测分析
标题: Explainable AI and Machine Learning for Exam-based Student Evaluation: Causal and Predictive Analysis of Socio-academic and Economic Factors
摘要: 学术表现取决于社会学术和财务因素的多变量关系。 本研究调查了这些影响因素,以制定优化学生CGPA的有效策略。 为了实现这一目标,我们回顾了各种文献,以确定关键影响因素,并基于研究结果构建了一个初始的假设因果图。 此外,进行了一项在线调查,共有1050名学生参与,提供了用于分析的全面数据。 严格的数据预处理技术,包括清理和可视化,确保在分析前的数据质量。 因果分析验证了变量之间的关系,提供了对其对CGPA的直接和间接影响的更深入了解。 实施了回归模型来进行CGPA预测,而分类模型则根据成绩水平对学生进行分类。 岭回归表现出强大的预测准确性,达到了0.12的平均绝对误差和0.023的均方误差。 随机森林在分类中表现更优,达到了接近完美的F1分数和98.68%的准确率。 可解释的人工智能技术如SHAP、LIME和Interpret增强了模型的可解释性,突出了关键因素,如学习时间、奖学金、父母教育程度和之前的学术表现。 本研究最终开发了一个基于网络的应用程序,为学生提供个性化见解,使他们能够预测学业表现,识别改进领域,并做出有助于提高成果的明智决策。
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