Nghiên cứu learning analytics và áp dụng trong bài toán dự báo kết quả học tập

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

LÊ MINH ĐỨC

NGHIÊN CỨU LEARNING ANALYTICS

VÀ ÁP DỤNG TRONG BÀI TOÁN DỰ BÁO KẾT QUẢ HỌC TẬP

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH KỸ THUẬT PHẦN MỀM

Hà Nội – 2021

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

LÊ MINH ĐỨC

NGHIÊN CỨU LEARNING ANALYTICS

VÀ

ÁP DỤNG TRONG BÀI TOÁN DỰ BÁO KẾT QUẢ HỌC TẬP

Ngành: Công nghệ thông tin

Chuyên ngành: Kỹ thuật phần mềm

Mã số: 60480103

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH KỸ THUẬT PHẦN MỀM

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. Nguyễn Việt Anh

Hà Nội – 2021

I

TÓM TẮT

Thành tích học tập luôn là một trong những vấn đề quan trọng và dành được nhiều

sự quan tâm không chỉ của người học, mà còn của các cơ sở giáo dục đào tạo, các cơ

quan sử dụng nhân lực. Nó không chỉ thể hiện năng lực của chính bản thân sinh viên đó,

mà còn có ảnh hưởng đến địa vị và các cơ hội trong cuộc sống của họ. Chính vì vậy,

phần lớn các bạn sinh viên luôn mong muốn biết được trước điểm số cũng như xếp loại

cuối kỳ mà họ có thể đạt được, từ đó có những cân nhắc điều chỉnh, thay thế các kế

hoạch, phương pháp học tập trong tương lai để đạt được kết quả học tập tốt nhất. Với

mục tiêu giúp đỡ sinh viên có thể ước lượng điểm số của bản thân, luận văn tiến hành

nghiên cứu phương pháp Learning Analytics cùng các phương pháp học máy phổ biến

như Collaborative Filtering và Matrix Factorization. Dựa trên cơ sở đó, kết hợp với các

kết quả nghiên cứu về bài toán dự đoán kết quả học tập đã được kiểm chứng, luận văn

đề xuất hai loại mô hình: mô hình dự báo kết quả học tập dựa trên hoạt động tương tác

của người học trong quá trình học tập trực tuyến, và mô hình dự báo kết quả dựa trên

kết quả đã có trong các học kỳ trước đó. Sau khi đề xuất mô hình, nghiên cứu tiến hành

kiểm thử các mô hình này trên tập dữ liệu thực tế được thu thập tại trường Đại học Công

nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội, qua đó có được những đánh giá về ưu, nhược điểm

của các mô hình trong quá trình triển khai, huấn luyện và dự đoán. Chính các ưu, nhược

điểm này là những yếu tố đánh giá khả năng ứng dụng trong thực tiễn của các mô hình.

Kết quả nghiên cứu hy vọng sẽ giúp các cơ sở giáo dục lựa chọn được mô hình dự báo

kết quả học tập phù hợp và đóng góp thêm cho các nghiên cứu liên quan sau này.

Từ khóa: Phân tích học tập, Hệ thống gợi ý, Dự đoán kết quả học tập

II

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn “Nghiên cứu Learning Analytics và áp dụng trong bài

toán dự báo kết quả học tập” là công trình nghiên cứu của tôi, dưới sự hướng dẫn của

PGS. TS. Nguyễn Việt Anh. Các số liệu trong luận văn được thu thập và sử dụng một

cách trung thực. Kết quả nghiên cứu trình bày trong luận văn không sao chép từ bất cứ

luận văn hay công trình nghiên cứu đã công bố nào khác trước đây. Tất cả các nguồn

tài liệu tham khảo có xuất xứ rõ ràng và được trích dẫn hợp pháp.

Tôi xin chịu toàn bộ trách nhiệm và chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định cho

lời cam đoan của tôi.

Hà Nội, tháng 10 năm 2021

Lê Minh Đức

III

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành công trình nghiên cứu và luận văn này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn

sâu sắc nhất đến thầy giáo hướng dẫn, PGS. TS. Nguyễn Việt Anh, thầy đã tận tình

hướng dẫn, chỉ bảo cũng như định hướng tôi trong suốt thời gian thực hiện nghiên cứu.

Công trình nghiên cứu trong luận văn được tài trợ một phần từ đề tài KHCN cấp

ĐHQGHN, mã số đề tài: QG.20.57.

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy trong Ban giám hiệu Nhà trường, cùng

toàn thể các thầy cô giáo trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội nói

chung và Khoa Công nghệ Thông tin nói riêng đã tạo điều kiện cho tôi được học tập

những kiến thức mới, những kinh nghiệm, hiểu biết và hoàn thành được luận văn của

mình.

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến anh em đồng nghiệp tại Trung tâm Máy

tính, trường Đại học Công nghệ đã giúp đỡ, hỏi han, nhắc nhở tôi trong suốt quá trình

tham gia nghiên cứu luận văn. Cảm ơn mọi người vì đã san sẻ công việc, tạo điều kiện

tốt nhất để tôi hoàn thành nghiên cứu.

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè đã luôn bên cạnh giúp đỡ,

ủng hộ, động viên và cũng đưa ra những lời khuyên trân thành để tôi có thể hoàn thành

luận văn này.

Trân trọng cảm ơn!