Digitala Vetenskapliga Arkivet

Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Early Warning System of Students Failing a Course: A Binary Classification Modelling Approach at Upper Secondary School Level
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Learning.
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Learning.
2022 (English)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
lFörebyggande Varningssystem av elever med icke godkänt betyg : Genom applicering av binär klassificeringsmodell inom gymnasieskolan (Swedish)
Abstract [en]

Only 70% of the Swedish students graduate from upper secondary school within the given time frame. Earlier research has shown that unfinished degrees disadvantage the individual student, policy makers and society. A first step for preventing dropouts is to indicate students about to fail courses. Thus the purpose is to identify tendencies whether a student will pass or not pass a course. In addition, the thesis accounts for the development of an Early Warning System to be applied to signal which students need additional support from a professional teacher. The used algorithm Random Forest functioned as a binary classification model of a failed grade against a passing grade. Data in the study are in samples of approximately 700 students from an upper secondary school within the Stockholm municipality. The chosen method originates from a Design Science Research Methodology that allows the stakeholders to be involved in the process. The results showed that the most dominant indicators for classifying correct were Absence, Previous grades and Mathematics diagnosis. Furthermore, were variables from the Learning Management System predominant indicators when the system also was utilised by teachers. The prediction accuracy of the algorithm indicates a positive tendency for classifying correctly. On the other hand, the small number of data points imply doubt if an Early Warning System can be applied in its current state. Thus, one conclusion is in further studies, it is necessary to increase the number of data points. Suggestions to address the problem are mentioned in the Discussion. Moreover, the results are analysed together with a review of the potential Early Warning Systemfrom a didactic perspective. Furthermore, the ethical aspects of the thesis are discussed thoroughly.

Abstract [sv]

Endast 70% av svenska gymnasieelever tar examen inom den givna tidsramen. Tidigare forskning har visat att en oavslutad gymnasieutbildning missgynnar både eleven och samhället i stort. Ett första steg mot att förebygga att elever avviker från gymnasiet är att indikera vilka studenter som är på väg mot ett underkänt betyg i kurser. Därmed är syftet med rapporten att identifiera vilka trender som bäst indikerar att en elev kommer klara en kurs eller inte. Dessutom redogör rapporten för utvecklandet av ett förebyggande varningssystem som kan appliceras för att signalera vilka studenter som behöver ytterligare stöd från läraren och skolan. Algoritmen som användes var Random Forest och fungerar som en binär klassificeringsmodell av ett underkänt betyg mot ett godkänt. Den data som använts i studien är datapunkter för ungefär 700 elever från en gymnasieskola i Stockholmsområdet. Den valda metoden utgår från en Design Science Researchmetodik vilket möjliggör för intressenter att vara involverade i processen. Resultaten visade att de viktigaste variablerna var frånvaro, tidigare betyg och resultat från Stockholmsprovet (kommunal matematikdiagnos). Vidare var variabler från lärplattformen en viktig indikator ifall lärplattformen användes av läraren. Algoritmens noggrannhet indikerade en positiv trend för att klassificeringen gjordes korrekt. Å andra sidan är det tveksamt ifall det förebyggande systemet kan användas i sitt nuvarande tillstånd då mängden data som användes för att träna algoritmen var liten. Därav är en slutsats att det är nödvändigt för vidare studier att öka mängden datapunkter som används. I Diskussionen nämns förslag på hur problemet ska åtgärdas. Dessutom analyseras resultaten tillsammans med en utvärdering av systemet från ett didaktiskt perspektiv. Vidare diskuteras rapportens etiska aspekter genomgående.

Place, publisher, year, edition, pages
2022. , p. 97
Series
TRITA-ITM-EX ; 2022:242
Keywords [en]
Machine learning, Random Forest, Early Warning System, Drop out, Algorithm, Binary classification model, Upper secondary school
Keywords [sv]
Maskininlärning, Random Forest, Förebyggande Varningssystem, Algoritm, Binär klassificeringsmodell, Gymnasieskola
National Category
Other Engineering and Technologies Educational Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-313526OAI: oai:DiVA.org:kth-313526DiVA, id: diva2:1665153
Subject / course
Technology and Learning
Educational program
Master of Science in Engineering - Engineering and of Education
Presentation
2022-05-12, 00:00
Supervisors
Examiners
Available from: 2022-06-07 Created: 2022-06-07 Last updated: 2025-02-18Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1413 kB)639 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1413 kBChecksum SHA-512
43e0623b06e2d79abea79b08d8a335c18e6981fdb8f1cf6486b7cc95fed8925b89a060ce9a1120c580af5d91d079141b220e3ba5df38079a4c01ae227ab945ec
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Learning
Other Engineering and TechnologiesEducational Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 640 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 1421 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf