論文の概要: Understanding the Disparities in Mathematics Performance: An Interpretability-Based Examination
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.19424v1
- Date: Wed, 29 Jan 2025 00:44:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-02 04:52:25.101098
- Title: Understanding the Disparities in Mathematics Performance: An Interpretability-Based Examination
- Title（参考訳）: 数学性能の差異を理解する:解釈可能性に基づく検証
- Authors: Ismael Gomez-Talal, Luis Bote-Curiel, Jose Luis Rojo-Alvarez,
- Abstract要約: 本研究は,数学性能の教育格差に寄与する複雑な要因を明らかにすることを目的とする。
低い社会経済的背景を持つ学生は少ない本を持ち、数学の成績が低いことを証明している。
ジェンダーもまた決定要因として現れ、メスはスペクトル全体のパフォーマンスレベルに異なる貢献をした。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5266869303483376
- License:
- Abstract: Problem. Educational disparities in Mathematics performance are a persistent challenge. This study aims to unravel the complex factors contributing to these disparities among students internationally, with a focus on the interpretability of the contributing factors. Methodology. Utilizing data from the Programme for International Student Assessment (PISA), we conducted rigorous preprocessing and variable selection to prepare for applying binary classification interpretability models. These models were trained using the Stratified K-Fold technique to ensure balanced representation and assessed using six key metrics. Solution. By applying interpretability models such as Shapley Additive Explanations (SHAP) analysis, we identified critical factors impacting student performance, including reading accessibility, critical thinking skills, gender, and geographical location. Results. Our findings reveal significant disparities linked to resource availability, with students from lower socioeconomic backgrounds possessing fewer books and demonstrating lower performance in Mathematics. The geographical analysis highlighted regional educational disparities, with certain areas consistently underperforming in PISA assessments. Gender also emerged as a determinant, with females contributing differently to performance levels across the spectrum. Conclusion. The study provides insights into the multifaceted determinants of student Mathematics performance and suggests potential avenues for future research to explore global interpretability models and further investigate the socioeconomic, cultural, and educational factors at play.
- Abstract（参考訳）: 問題。
数学のパフォーマンスにおける教育格差は永続的な課題である。
本研究は、これらの格差に寄与する複雑な要因を国際的に明らかにすることを目的としており、寄与要因の解釈可能性に焦点をあてている。
方法論。
The Programme for International Students Assessment (PISA) のデータを利用して、厳密な事前処理と変数選択を行い、二項分類解釈可能性モデルの適用に備えた。
これらのモデルは、バランスの取れた表現を確保するためにStratified K-Fold技術を用いて訓練され、6つの主要な指標を用いて評価された。
解決策。
本研究は,Shapley Additive Explanations (SHAP)分析などの解釈可能性モデルを適用し,読みやすさ,批判的思考能力,性別,地理的位置など,学生のパフォーマンスに影響を及ぼす重要な要因を同定した。
結果。
本研究は,本数が少なく,数学の成績が低い社会経済的背景の学生に対して,資源利用率に有意な差異が認められた。
地理的分析では、地域教育の格差が強調され、特定の地域はPISA評価において一貫して劣っている。
ジェンダーもまた決定要因として現れ、メスはスペクトル全体のパフォーマンスレベルに異なる貢献をした。
結論。
この研究は、学生数学のパフォーマンスの多面的決定要因についての洞察を提供し、将来の研究がグローバルな解釈可能性モデルを探究し、社会経済的、文化的、教育的要因を更に調査する可能性を提案する。
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