Hiyerarşik Uyarlanabilir Ağ Tabanlı Bulanık Çıkarım Sistemi Kullanılarak Matematik 1 Dersi Başarı Tahmini

• Main Author: Özcan DÜLGER
• Format: Article
• Language: English
• Published: Pamukkale University 2014-05-01
• Series: Pamukkale University Journal of Engineering Sciences
• Subjects: -; fuzzy logic; artificial neural network; adaptive network based fuzzy inference system (anfis); hierarchical anfis; machine learning; prediction of mathematics course success.; bulanık mantık; yapay sinir ağı; uyarlanabilir ağ tabanlı bulanık çıkarım sistemi (anfis); hiyerarşik anfis; makine öğrenmesi; matematik dersi başarı tahmini.
• Online Access: https://dergipark.org.tr/tr/pub/pajes/issue/20489/218176?publisher=pamukkale
• ISSN: 1300-7009; 2147-5881

Öğrencilerin Matematik 1 dersinden alacağı notları önceden tahmin etmek dönem öncesi öğrencileri Matematik 1 dersine hazırlamak için oldukça önemlidir. Verilerin doğrusal olmayan yapılarından dolayı çözüm elde etme zor olmaktadır. Sayısal değerler içeren bu tür problemler için çözüm sunan bulanık mantık yöntemi tercih edilen yöntemlerden bir tanesidir. Bulanık mantıkla çözüm elde etmek için üyelik fonksiyonlarını ve onların parametre değerlerini doğru belirlemek gereklidir. Bu işlem bir uzman tarafından yapılabildiği gibi bir veri kümesi kullanılaraktan da yapılabilmektedir. Bu çalışmada, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi'ne 2007-2008 Eğitim-Öğretim yılında kayıt yaptıran 434 öğrencinin Öğrenci Seçme Sınavında elde ettikleri verileri kullanarak öğrencilerin Matematik 1 dersinden elde edeceği başarı durumunu önceden tahmin etmek amaçlanmıştır. Bu veri kümesini kullanarak üyelik fonksiyonlarını belirlemek için yapay sinir ağı ve bulanık mantık yönteminin önemli özelliklerini birleştiren uyarlanabilir ağ tabanlı bulanık çıkarım sistemi (ANFIS) kullanılmıştır. Eğitim aşamasında veri kümesindeki 16 nitelikten farklı kombinasyonlarla seçilen 9 veri niteliği ANFIS yapısına girdi olarak verilmiştir. Fakat dokuz tane girdi parametresine sahip olan bir bulanık çıkarım sisteminin her girdisinin en az üç tane üyelik fonksiyonuna sahip olduğu durumlarda bu çıkarım sisteminde en az 3^9 tane kural meydana gelmektedir. Bu yüzden eğitim işlemi oldukça vakit almakta ve bu işlem için oldukça fazla belleğe ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada, çok verimsiz olan bu yapı yerine hiyerarşik bir yöntem önerilmiştir. Bu yöntemde ANFIS yapısı küçük alt sistemlere ayrılmaktadır. Her alt sistem veri kümesinin bazı parçalarını işlemekte ve elde ettiği çıktı değerlerini sistemden beklenilen asıl çıktı değerinin elde edilmesi için sonuç ANFIS yapısına girdi olarak göndermektedir. Verilerin üçte biri ile yapılan deneme işleminden sonra %77,77 ve %78,47 genel tahmin oranına sahip iki tane iyi sonuç elde edilmiştir. Bu sonuçlar detaylı incelendiğinde, ilk sonuçta Matematik 1 dersinden geçen 85 öğrencinin 64'ü, kalan 59 öğrencinin 48'i doğru tahmin edilmiştir. İkinci sonuçta ise dersten geçen 85 öğrencinin 69'u ve dersten kalan 59 öğrencinin 44'ü doğru tahmin edilmiştir.