論文の概要: AI-Driven Early Warning Systems for Student Success: Discovering Static Feature Dominance in Temporal Prediction Models
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.12493v1
- Date: Sat, 13 Dec 2025 23:38:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-16 17:54:56.28203
- Title: AI-Driven Early Warning Systems for Student Success: Discovering Static Feature Dominance in Temporal Prediction Models
- Title(参考訳): 学生が成功するためのAI駆動早期警告システム:時間予測モデルにおける静的特徴支配の発見
- Authors: Vaarunay Kaushal, Rajib Mall,
- Abstract要約: 本研究は時間的予測分析を20週(コース期間の50%)まで拡張する。
早期介入にはハイリコールが重要であり(Weeks 2-4)、中間コースのリソース割り当てには高精度リコールが重要である(Weeks 8-16)。
静的な人口統計学的特徴が68%の重要さの予測を支配し、評価のない早期予測を可能にしていることを実証した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Early identification of at-risk students is critical for effective intervention in online learning environments. This study extends temporal prediction analysis to Week 20 (50% of course duration), comparing Decision Tree and Long Short- Term Memory (LSTM) models across six temporal snapshots. Our analysis reveals that different performance metrics matter at different intervention stages: high recall is critical for early intervention (Weeks 2-4), while balanced precision-recall is important for mid-course resource allocation (Weeks 8-16), and high precision becomes paramount in later stages (Week 20). We demonstrate that static demographic features dominate predictions (68% importance), enabling assessment-free early prediction. The LSTM model achieves 97% recall at Week 2, making it ideal for early intervention, while Decision Tree provides stable balanced performance (78% accuracy) during mid-course. By Week 20, both models converge to similar recall (68%), but LSTM achieves higher precision (90% vs 86%). Our findings also suggest that model selection should depend on intervention timing, and that early signals (Weeks 2-4) are sufficient for reliable initial prediction using primarily demographic and pre-enrollment information.
- Abstract(参考訳): リスクの高い学生の早期発見は、オンライン学習環境における効果的な介入に不可欠である。
本研究では,時間的予測分析を20週(コース期間の50%)まで拡張し,決定木と長短短期記憶(LSTM)モデルを6つの時間的スナップショットで比較した。
早期介入にはハイリコールが重要であり(Weeks 2-4)、中期リソース割り当てにはバランスの取れた高精度リコールが重要であり(Weeks 8-16)、後期段階ではハイリコールが最重要となる(Weeks 20)。
静的な人口統計学的特徴が68%の重要さの予測を支配し、評価のない早期予測を可能にしていることを実証した。
LSTMモデルは週2で97%のリコールを達成し、早期介入に最適である一方、決定木はコースの途中で安定したバランス性能(78%の精度)を提供する。
20週目までに、どちらのモデルも同様のリコール(68%)に収束するが、LSTMは90%対86%の精度を達成する。
また, モデル選択は介入タイミングに依存するべきであり, 早期信号(Weeks 2-4)は, 主に人口統計学的および事前学習情報を用いて, 信頼性の高い初期予測に十分であることが示唆された。
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