JP2022076490A - 学力推定用モデル生成装置、学力推定装置、学力推定用モデル生成方法、学力推定方法、プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
図1を参照して実施例1の学力推定用モデル生成装置の構成を説明する。同図に示すように本実施例の学力推定用モデル生成装置1は、決定木生成部11と、枝刈部12と、カテゴリ生成部13と、補助決定木接続部14と、パラメータ記憶部15と、補足情報記憶部16と、理解度生成部17と、合否結果記憶部18と、合格率生成部19を含む。
決定木生成部11は、予め定めた複数の問題からなる問題群に解答した複数人の解答者が各問題を正解または不正解したことを示す正誤情報を教師データとして、決定木を生成する(S11)。
枝刈部12は、生成された決定木の末端である葉ノードが示す分類結果のエントロピーが所定値以下である場合に該当する葉ノードを消去する(S12)。
カテゴリ生成部13は、葉ノード消去後の決定木の新たな末端のそれぞれを何れかの解答者が属するカテゴリとする(S13)。
補助決定木接続部14は、何れかのカテゴリにおけるエントロピーの値が所定値よりも大きい、または何れかのカテゴリに属する解答者の人数が所定値よりも小さい場合に、該当のカテゴリに達するまでに経由したノードのうちの何れかのノードよりも末端側に存在する、該当のカテゴリに達しない部分木を補助決定木として該当のカテゴリに接続して、該当のカテゴリに属する解答者を補助決定木の末端に存在するカテゴリに誘導する(S14)。
パラメータ記憶部15は、各問題の正誤情報と各学習分野の理解度とを関連付けるパラメータを記憶する(S15)。図3、図4の例を用いれば、例えば問1→分野イ、問2→分野ロ、…、問8→分野チなどと、問題と分野が完全に1:1に関連付けられていてもよいし、問1→分野イ、ロ、ハ、…などと、一つの問題に複数の分野が関連付けられていてもよい。
補足情報記憶部16は、各学習分野についての解答者の学習進捗度、または各学習分野についての解答者の主観的理解度の情報である補足情報を記憶する(S16)。
理解度生成部17はパラメータを用いて、カテゴリのそれぞれに属する解答者の各学習分野の理解度を生成し、生成した各学習分野の理解度を補足情報に基づいて補正する(S17)。
合否結果記憶部18は、解答者が所定の学校を受験した結果である合否結果を記憶する(S18)。
合格率生成部19は、カテゴリごとに、当該カテゴリに属する解答者の所定の学校における合格率を生成してカテゴリごとに出力する(S19)。合格率の生成例を下表に示す。
以下、図5を参照して、上述の学力推定モデル生成装置1によって生成された学力推定モデルを用いて、学力を推定する装置である学力推定装置2の構成を説明する。
学力推定用モデル記憶部21は、予め定めた複数の問題からなる問題群に解答した複数人の解答者が各問題を正解または不正解したことを示す正誤情報を教師データとして生成された決定木の、末端である葉ノードが示す分類結果のエントロピーが所定値以下となる葉ノードを消去し、葉ノード消去後の決定木の新たな末端のそれぞれを何れかの解答者が属するカテゴリとすることにより生成された学力推定用モデル(すなわち、学力推定モデル生成装置1によって生成された学力推定用モデル)を記憶する。
学力推定部22は、学力推定の対象者の正誤情報を取得し、学力推定用モデルに基づいて、対象者の学力を推定する(S22)。ただし、学力推定の対象者の正誤情報は、学力推定用モデル生成時に用いられた問題群と同じ問題群についての正誤情報であるものとし、出題時期も揃っているものとする。例えば、モデル生成時に用いた正誤情報が、高校二年生の夏時点での正誤情報であった場合、学力推定の対象者の高校二年生の夏時点での正誤情報を入力するものとする。
本発明の装置は、例えば単一のハードウェアエンティティとして、キーボードなどが接続可能な入力部、液晶ディスプレイなどが接続可能な出力部、ハードウェアエンティティの外部に通信可能な通信装置(例えば通信ケーブル)が接続可能な通信部、CPU(Central Processing Unit、キャッシュメモリやレジスタなどを備えていてもよい)、メモリであるRAMやROM、ハードディスクである外部記憶装置並びにこれらの入力部、出力部、通信部、CPU、RAM、ROM、外部記憶装置の間のデータのやり取りが可能なように接続するバスを有している。また必要に応じて、ハードウェアエンティティに、CD-ROMなどの記録媒体を読み書きできる装置(ドライブ)などを設けることとしてもよい。このようなハードウェア資源を備えた物理的実体としては、汎用コンピュータなどがある。
Claims (10)
- 予め定めた複数の問題からなる問題群に解答した複数人の解答者が各問題を正解または不正解したことを示す正誤情報を教師データとして、決定木を生成する決定木生成部と、
生成された前記決定木の末端である葉ノードが示す分類結果のエントロピーが所定値以下である場合に該当する葉ノードを消去する枝刈部と、
葉ノード消去後の前記決定木の新たな末端のそれぞれを何れかの解答者が属するカテゴリとするカテゴリ生成部を含む
学力推定用モデル生成装置。 - 請求項1に記載の学力推定用モデル生成装置であって、
何れかの前記カテゴリにおける前記エントロピーの値が所定値よりも大きい、または何れかの前記カテゴリに属する前記解答者の人数が所定値よりも小さい場合に、該当のカテゴリに達するまでに経由したノードのうちの何れかのノードよりも末端側に存在する、該当のカテゴリに達しない部分木を補助決定木として該当のカテゴリに接続して、該当のカテゴリに属する前記解答者を補助決定木の末端に存在するカテゴリに誘導する補助決定木接続部を含む
学力推定用モデル生成装置。 - 請求項1または2に記載の学力推定用モデル生成装置であって、
各問題の正誤情報と各学習分野の理解度とを関連付けるパラメータを記憶するパラメータ記憶部と、
前記パラメータを用いて、前記カテゴリのそれぞれに属する前記解答者の各学習分野の理解度を生成する理解度生成部を含む
学力推定用モデル生成装置。 - 請求項3に記載の学力推定用モデル生成装置であって、
各学習分野についての前記解答者の学習進捗度、または各学習分野についての前記解答者の主観的理解度の情報である補足情報を記憶する補足情報記憶部を含み、
前記理解度生成部は、
生成した各学習分野の理解度を前記補足情報に基づいて補正する
学力推定用モデル生成装置。 - 請求項1から4の何れかに記載の学力推定用モデル生成装置であって、
前記解答者が所定の学校を受験した結果である合否結果を記憶する合否結果記憶部と、
前記カテゴリごとに、当該カテゴリに属する解答者の前記所定の学校における合格率を生成して前記カテゴリごとに出力する合格率生成部を含む
学力推定用モデル生成装置。 - 予め定めた複数の問題からなる問題群に解答した複数人の解答者が各問題を正解または不正解したことを示す正誤情報を教師データとして生成された決定木の、末端である葉ノードが示す分類結果のエントロピーが所定値以下となる葉ノードを消去し、葉ノード消去後の前記決定木の新たな末端のそれぞれを何れかの解答者が属するカテゴリとすることにより生成された学力推定用モデルを記憶する学力推定用モデル記憶部と、
学力推定の対象者の前記正誤情報を取得し、前記学力推定用モデルに基づいて、前記対象者の学力を推定する学力推定部を含む
学力推定装置。 - 予め定めた複数の問題からなる問題群に解答した複数人の解答者が各問題を正解または不正解したことを示す正誤情報を教師データとして、決定木を生成するステップと、
生成された前記決定木の末端である葉ノードが示す分類結果のエントロピーが所定値以下である場合に該当する葉ノードを消去するステップと、
葉ノード消去後の前記決定木の新たな末端のそれぞれを何れかの解答者が属するカテゴリとするステップを含む
学力推定用モデル生成方法。 - 予め定めた複数の問題からなる問題群に解答した複数人の解答者が各問題を正解または不正解したことを示す正誤情報を教師データとして生成された決定木の、末端である葉ノードが示す分類結果のエントロピーが所定値以下となる葉ノードを消去し、葉ノード消去後の前記決定木の新たな末端のそれぞれを何れかの解答者が属するカテゴリとすることにより生成された学力推定用モデルに基づいて、学力推定の対象者の前記正誤情報を用いて、前記対象者の学力を推定するステップを含む
学力推定方法。 - コンピュータを請求項1から5の何れかに記載の学力推定用モデル生成装置として機能させるプログラム。
- コンピュータを請求項6に記載の学力推定装置として機能させるプログラム。
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"決定木|分類問題を解く教師あり機械学習のアルゴリズム", 農学情報科学[ONLINE], JPN6021043266, 30 June 2019 (2019-06-30), ISSN: 0004631956 * |
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