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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Utilização de aprendizado de máquina na predição de desempenho acadêmico
Título(s) alternativo(s): Using machine learning to predict academic performances
Autor(es): Silva, Gabriel Hayne
Primeiro Orientador: Belisário, Hugo Leonardo da Silva
metadata.dc.contributor.referee1: Belisário, Hugo da Silva
metadata.dc.contributor.referee2: Barboza, Marcelo Bezerra
metadata.dc.contributor.referee3: Souza, Uender Barbosa de
Resumo: Este trabalho explora a aplicação de modelos de aprendizado de máquina na predição de desempenho acadêmico de estudantes, com foco em técnicas de regressão logística, polinomial e linear. O objetivo principal é identificar padrões em variáveis como tempo de estudo, frequência escolar e envolvimento parental para prever a classificação de notas (ex.: "A", "B", "C"). A metodologia incluiu a implementação prática em Python, utilizando bibliotecas como Pandas e Scikit-learn, com validação cruzada e ajuste de hiperparâmetros (como regularização L1/L2). Análises exploratórias revelaram correlações significativas, como a queda no desempenho após 10 faltas e o impacto positivo da tutoria (+0,3 pontos na média). Os modelos alcançaram acurácias de até 77,16\% (regressão logística) e $R^2$ de 71,46\% (regressão polinomial), demonstrando potencial para orientar intervenções pedagógicas personalizadas. O estudo reforça a importância de modelos interpretáveis e acessíveis, alinhando-se a demandas globais por equidade educacional.
Abstract: This study investigates the application of machine learning models to predict academic performance, focusing on logistic, polynomial, and linear regression techniques. The main goal is to identify patterns in variables such as study time, attendance, and parental involvement to forecast grade categories (e.g., "A", "B" "C"). The methodology involved practical implementation in Python using libraries like Pandas and Scikit-learn, with cross-validation and hyperparameter tuning (e.g., 1/L2 regularization). Exploratory analyses revealed key insights, such as performance decline after 10 absences and the positive impact of tutoring (+0.3 points on average). Models achieved up to 77.16\% accuracy (logistic regression) and 71.46\% $R^2$ (polynomial regression), highlighting their potential for personalized educational interventions. The study emphasizes the value of interpretable and accessible tools, aligning with global demands for educational equity.
Palavras-chave: Aprendizado de máquina
Regressão Logística
Python
Otimização Matemática
Classificação
Desempenho Acadêmico
CNPq: Matemática Aplicada
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Insitituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás
Sigla da Instituição: IFG
metadata.dc.publisher.department: Câmpus Goiânia
Citação: HAYNE, Gabriel Silva. Utilização de aprendizado de máquina na predição de desempenho acadêmico. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Licenciatura em matemática) - Instituto Federal de Goiás, Câmpus Goiânia, 2025
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://repositorio.ifg.edu.br:8080/handle/prefix/2195
Data do documento: 25-Fev-2025
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