Analýza shluků ve výukových datech

Bc. Petr Boroš

Bachelor's thesis

Clustering analysis in educational data

Anotácia:

Spektrální analýza shluků je komplexní technika založená na lineární algebře. Inteligentní vzdělávací systém je počítačový nástroj pomáhající studentům efektivněji dosahovat jejich cíle ve vzdělávání. Problem Solving Tutor je inteligentní vzdělávací systém vyvinutý na naší univerzitě a používaný více než 10 000 studenty. Popíšeme teorii za spektrální analýzou shluků a poté ukážeme aplikaci spektrální analýzy shluků v inteligentních vzdělávacích systémech, a sice automatické hledání konceptů -- tříd podobných instancí jednoho problému. Úspěšnost metody je vyhodnocována na reálných datech z Problem Solving Tutor. Rovněž je předložena analýza jedné konkrétní úlohy z Problem Solving Tutor.

Abstract:

Spectral clustering is a complex clustering technique based on linear algebra. Intelligent tutoring system is a machine-based tool helping students reach their learning goals more effectively. Problem Solving Tutor is an intelligent tutoring system developed at our university, used by over 10,000 students. We explain theory behind spectral clustering and then propose application of spectral clustering in intelligent tutoring systems, namely automatic concept detection -- finding groups of similar problem instances within a problem class. Proposed method is evaluated on real user data from Problem Solving Tutor. With the help of this method we also analyze one particular problem from Problem Solving Tutor.

Keywords

cluster analysis, similarity graphs, Laplacian matrices, spectral clustering, educational data, Problem Solving Tutor

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 20. 5. 2013

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 20. 6. 2013
• Vedúci: doc. Mgr. Radek Pelánek, Ph.D.
• Oponent: RNDr. Nikola Beneš, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Informatics

Bachelor programme / odbor:
Informatics / Mathematical Informatics