Nghiên cứu một số thuật toán cụm mờ và ứng dụng vào bài toán phân loại sinh viên p1

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯƠNG MINH TUẤN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THUẬT TOÁN PHÂN CỤM MỜ VÀ ỨNG DỤNG VÀO BÀI TOÁN PHÂN LOẠI SINH VIÊN Chuyên ngành KHOA HỌC MÁY TÍNH Mã chuyên ngành 60480101 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2021 Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Công nghiệp TP Hồ Chí Minh Người hướng dẫn khoa học Tiến sĩ Đặng Quang Vinh Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Công nghiệp thành.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯƠNG MINH TUẤN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THUẬT TOÁN PHÂN CỤM MỜ VÀ ỨNG DỤNG VÀO BÀI TOÁN PHÂN LOẠI SINH VIÊN Chuyên ngành: KHOA HỌC MÁY TÍNH Mã chuyên ngành: 60480101 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2021 Cơng trình hồn thành Trường Đại học Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh Người hướng dẫn khoa học: Tiến sĩ Đặng Quang Vinh Luận văn thạc sĩ bảo vệ Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày 18 tháng 11 năm 2021 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS.TS Huỳnh Trung Hiếu - Chủ tịch Hội đồng PGS.TS Nguyễn Hoà - Phản biện TS Lê Thành Sách - Phản biện TS Lê Nhật Duy - Ủy viên TS Phạm Thị Thiết - Thư ký (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Trương Minh Tuấn MSHV: 18104761 Ngày, tháng, năm sinh: 29/09/1987 Nơi sinh: Long An Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã chuyên ngành: 60480101 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu mợt số thuật tốn phân cụm mờ ứng dụng vào toán phân loại sinh viên NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Nghiên cứu phương pháp phân cụm với thuật toán K-Means, thuật toán FCM (Fuzzy C-means, thuật tốn εFCM (ε Insensitive Fuzzy C-means) - Áp dụng mơ hình phân cụm để giải tốn phân loại kết học tập sinh viên trường Cao đẳng Y tế Đồng Tháp II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 29/12/2020 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 20/10/2021 IV NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: Tiến sĩ Đặng Quang Vinh Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2021 NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO Ts Đặng Quang Vinh TRƯỞNG KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, nỗ lực cá nhân, em xin chân thành cảm ơn quý Thầy cô Khoa Công nghệ thông tin, trường Đại học Cơng nghiệp TPHCM tận tình giảng dạy, trang bị cho em kiến thức quý báo chương trình đào tạo Cao học Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến Thầy Tiến sĩ Đặng Quang Vinh – người trực tiếp hướng dẫn em Nhờ định hướng đắng từ đầu Thầy nên em hồn thành luận văn cao học Ngồi ra, em xin chân thành cảm ơn TS Lê Nhật Duy – Phó trưởng khoa Công nghệ thông tin hướng dẫn giúp đỡ em trình học tập quy trình, biểu mẫu để hồn thành luận văn này, từ bắt đầu đăng ký đề cương đến bảo vệ luận văn Em xin cám ơn đến Trường Cao đẳng Y tế Đồng Tháp tạo điều kiện tốt nhất việc sử dụng liệu nhà trường cho mục đích nghiên cứu luận văn này, đồng thời vừa giúp em vừa hồn thành cơng việc quan, vừa học tập, nghiên cứu hồn thành chương trình cao học Và cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn động viên từ gia đình, bạn bè đặc biệt chia sẽ, thấu hiểu từ vợ Lê Thị Huỳnh Anh để em tập trung hồn thành khố học làm tốt nghiên cứu luận văn Một lần nữa, xin trân trọng cảm ơn! i TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đánh giá kết học tập phân loại sinh viên một vấn đề quan trọng q trình đào tạo mơi trường giáo dục Hiện quy định Bộ Lao động Thương binh – Xã hội [1] xếp loại học lực rèn luyện sinh viên dựa theo thang điểm cứng, kết học tập sở đào tạo, đối tượng sinh viên khác mợt trường đào tạo thường có khác biệt chủ quan đánh giá kết học tập học phần, module Do đó, nhà trường cần có mợt cơng cụ xếp loại mềm, sử dụng nhiều tiêu chí đánh giá cơng cụ để so sánh, điều chỉnh kết phân loại học tập sinh viên theo nhóm đối tượng khác nhau, điều giúp cho Nhà trường, nhà tuyển dụng dễ dàng việc giới thiệu ứng cử viên sau khoá học Đây mục tiêu kiểm định chất lượng đào tạo, hướng đến nhà trường số hố quy trình đánh giá chất lượng kết đào tạo một cách rõ ràng, công tâm đặc biệt nâng cao chất lượng dạy học, kết hợp vận dụng Y đức sau sinh viên tốt nghiệp Tác giả bước cài đặt thuật toán phân cụm K-mean, phân cụm Fuzzy C-mean (FCM) [2], phân cụm ε Insensitive Fuzzy C-Means (εFCM) để kiểm tra kết so sánh với 15 tập liệu xuất bao gồm hệ cao đẳng quy ngành Dược học, Điều dưỡng, Kỹ thuật xét nghiệm, Phục hồi chức năng, hệ cao đẳng liên thông ngành Dược học, Điều dưỡng, Hộ sinh hệ trung cấp Y sỹ quy quốc tế Campuchia Từ kết thu được, tác giả thực biễu mẫu để so sánh kết cụ thể từ quy chế cứng Bộ thông qua thuật toán phân cụm cài đặt ii LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân Những kết nghiên cứu, phân tích kết luận luận văn hồn tồn trung thực khơng chép từ bất kỳ mợt nguồn hay bất kỳ hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Học viên Trương Minh Tuấn iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC HÌNH ẢNH vii DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xi MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề .1 Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu .3 Ý nghĩa thực tiễn đề tài .4 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan đề tài 1.2 Tổng quan nghiệp vụ xếp loại sinh viên 1.2.1 Cách tính điểm kết học tập học kỳ/năm học/khoá học 1.2.2 Cách quy đổi điểm kết học tập học kỳ/năm học/khoá học 1.2.3 Xếp loại tốt nghiệp .9 1.3 Các hướng tiếp cận .9 1.4 Khó khăn thách thức 10 1.5 Đề xuất hướng giải 10 1.6 Bố cục luận văn 11 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12 2.1 Tổng quan khai phá liệu: 12 2.1.1 Giới thiệu khai phá liệu .12 2.1.2 Quá trình khám phá tri thức 12 2.1.3 Các giai đoạn trình khai phá liệu 13 2.1.4 Các phương pháp khai phá liệu 14 2.1.5 Các hướng tiếp cận kỹ thuật áp dụng .14 iv 2.1.6 Các thách thức khó khăn KPTT KPDL 15 2.1.7 Kết luận 15 2.2 Tổng quan phân cụm liệu .15 2.2.1 Các khái niệm 15 2.2.2 Các ứng dụng phân cụm 16 2.2.3 Những kỹ thuật tiếp cận phân cụm liệu .17 2.3 Kỹ thuật phân cụm liệu mờ 17 2.3.1 Giới thiệu phân cụm mờ 17 2.3.2 Lý thuyết gom cụm (Clustering): .19 2.3.3 Thuật toán K-Means: 19 2.3.4 Thuật toán FCM (Fuzzy C-Means): 21 2.3.5 Thuật toán 𝜺FCM (𝜺 −Insensitive Fuzzy C-Means) 22 CHƯƠNG ÁP DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 24 3.1 Cách tổ chức thực nghiệm 24 3.2 Chuẩn bị cài đặt thực nghiệm: 26 3.3 Thực nghiệm với tập liệu đánh giá kết quả: 28 3.3.1 Thực nghiệm với liệu CĐCQ Dược học khoá 28 3.3.2 Thực nghiệm với liệu CĐCQ Điều dưỡng khoá 30 3.3.3 Thực nghiệm với liệu CĐCQ Kỹ thuật xét nghiệm khoá 32 3.3.4 Thực nghiệm với liệu CĐCQ Phục hồi chức khoá 34 3.3.5 Thực nghiệm với liệu CĐCQ Dược học khoá 36 3.3.6 Thực nghiệm với liệu CĐCQ Điều dưỡng khoá 38 3.3.7 Thực nghiệm với liệu CĐCQ Kỹ thuật xét nghiệm khoá 40 3.3.8 Thực nghiệm với liệu CĐCQ Phục hồi chức khoá 42 3.3.9 Thực nghiệm với liệu CĐLT Dược học khoá 44 3.3.10 Thực nghiệm với liệu CĐLT Điều dưỡng khoá .46 3.3.11 Thực nghiệm với liệu CĐLT Hợ sinh khố 48 3.3.12 Thực nghiệm với liệu CĐLT Dược học khoá 50 3.3.13 Thực nghiệm với liệu CĐLT Điều dưỡng khoá 52 3.3.14 Thực nghiệm với liệu CĐLT Hợ sinh khố 54 v 3.3.15 Thực nghiệm với liệu TCCQ Y sỹ khoá Campuchia .56 3.4 Bàn luận thực nghiệm .58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA HỌC VIÊN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN 64 vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Q trình khám phá tri thức .12 Hình 2.2 Quá trình khai phá liệu 13 Hình 2.3 Mơ tả tập liệu phân thành cụm 16 Hình 2.4 Minh hoạ khái niệm gọm cụm 19 Hình 3.1 Mơ hình sở liệu quan hệ phần mềm 24 Hình 3.2 Tập liệu sau xử lý 26 Hình 3.3 Data Visualization Kmean với liệu CĐCQ Dược học khoá 28 Hình 3.4 Data Visualization FCM với liệu CĐCQ Dược học khố 28 Hình 3.5 Data Visualization εFCM với liệu CĐCQ Dược học khoá 28 Hình 3.6 Data Visualization Kmean với liệu CĐCQ Điều dưỡng khố 30 Hình 3.7 Data Visualization FCM với liệu CĐCQ Điều dưỡng khoá 30 Hình 3.8 Data Visualization εFCM với liệu CĐCQ Điều dưỡng khố 30 Hình 3.9 Data Visualization Kmean với liệu CĐCQ KTXN khoá 32 Hình 3.10 Data Visualization FCM với liệu CĐCQ KTXN khố 32 Hình 3.11 Data Visualization εFCM với liệu CĐCQ KTXN khoá 32 Hình 3.12 Data Visualization Kmean với liệu CĐCQ PHCN khố 34 Hình 3.13 Data Visualization FCM với liệu CĐCQ PHCN khoá 34 Hình 3.14 Data Visualization εFCM với liệu CĐCQ PHCN khố 34 Hình 3.15 Data Visualization Kmean với liệu CĐCQ Dược học khoá 36 Hình 3.16 Data Visualization FCM với liệu CĐCQ Dược học khố .36 Hình 3.17 Data Visualization εFCM với liệu CĐCQ Dược học khoá .36 Hình 3.18 Data Visualization Kmean với liệu CĐCQ Điều dưỡng khố 38 Hình 3.19 Data Visualization FCM với liệu CĐCQ Điều dưỡng khoá 38 Hình 3.20 Data Visualization εFCM với liệu CĐCQ Điều dưỡng khố 38 Hình 3.21 Data Visualization Kmean với liệu CĐCQ KTXN khoá 40 Hình 3.22 Data Visualization FCM với liệu CĐCQ KTXN khố 40 Hình 3.23 Data Visualization εFCM với liệu CĐCQ KTXN khoá 40 Hình 3.24 Data Visualization Kmean với liệu CĐCQ PHCN khố 42 vii Hình 3.25 Data Visualization FCM với liệu CĐCQ PHCN khoá 42 Hình 3.26 Data Visualization εFCM với liệu CĐCQ PHCN khố 42 Hình 3.27 Data Visualization Kmean với liệu CĐLT Dược học khoá .44 Hình 3.28 Data Visualization FCM với liệu CĐLT Dược học khố 44 Hình 3.29 Data Visualization εFCM với liệu CĐLT Dược học khoá 44 Hình 3.30 Data Visualization Kmean với liệu CĐLT Điều dưỡng khố 46 Hình 3.31 Data Visualization FCM với liệu CĐLT Điều dưỡng khoá 46 Hình 3.32 Data Visualization εFCM với liệu CĐLT Điều dưỡng khố 46 Hình 3.33 Data Visualization Kmean với liệu CĐLT Hợ sinh khố 48 Hình 3.34 Data Visualization FCM với liệu CĐLT Hợ sinh khố 48 Hình 3.35 Data Visualization εFCM với liệu CĐLT Hợ sinh khố 48 Hình 3.36 Data Visualization Kmean với liệu CĐLT Dược học khoá .50 Hình 3.37 Data Visualization FCM với liệu CĐLT Dược học khố 50 Hình 3.38 Data Visualization εFCM với liệu CĐLT Dược học khoá 50 Hình 3.39 Data Visualization Kmean với liệu CĐLT Điều dưỡng khố 52 Hình 3.40 Data Visualization FCM với liệu CĐLT Điều dưỡng khoá 52 Hình 3.41 Data Visualization εFCM với liệu CĐLT Điều dưỡng khố 52 Hình 3.42 Data Visualization Kmean với liệu CĐLT Hợ sinh khố 54 Hình 3.43 Data Visualization FCM với liệu CĐLT Hợ sinh khố 54 Hình 3.44 Data Visualization εFCM với liệu CĐLT Hộ sinh khố 54 Hình 3.45 Data Visualization Kmean với liệu TCCQ Y sỹ khoá Campuchia 56 Hình 3.46 Data Visualization FCM với liệu TCCQ Y sỹ khố Campuchia .56 Hình 3.47 Data Visualization εFCM với liệu TCCQ Y sỹ khoá Campuchia 56 viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Bảng quy đổi từ điểm chữ qua điểm số .8 Bảng 1.2 Xếp loại tốt nghiệp .9 Bảng 3.1 Bảng bộ liệu mẫu 25 Bảng 3.2 Ghi nhận kết với liệu CĐCQ Dược học khoá .29 Bảng 3.3 Kết phân loại với liệu CĐCQ Dược học khoá 29 Bảng 3.4 Ghi nhận kết với liệu CĐCQ Điều dưỡng khoá 31 Bảng 3.5 Kết phân loại với liệu CĐCQ Điều dưỡng khoá 31 Bảng 3.6 Ghi nhận kết với liệu CĐCQ KTXN khoá 33 Bảng 3.7 Kết phân loại với liệu CĐCQ KTXN khoá 33 Bảng 3.8 Ghi nhận kết với liệu CĐCQ PHCN khoá 35 Bảng 3.9 Kết phân loại với liệu CĐCQ PHCN khoá 35 Bảng 3.10 Ghi nhận kết với liệu CĐCQ Dược học khoá 37 Bảng 3.11 Kết phân loại với liệu CĐCQ Dược học khoá 37 Bảng 3.12 Ghi nhận kết với liệu CĐCQ Điều dưỡng khoá .39 Bảng 3.13 Kết phân loại với liệu CĐCQ Điều dưỡng khoá 39 Bảng 3.14 Ghi nhận kết với liệu CĐCQ KTXN khoá .41 Bảng 3.15 Kết phân loại với liệu CĐCQ KTXN khoá 41 Bảng 3.16 Ghi nhận kết với liệu CĐCQ PHCN khoá 43 Bảng 3.17 Kết phân loại với liệu CĐCQ PHCN khoá .43 Bảng 3.18 Ghi nhận kết với liệu CĐLT Dược học khoá 45 Bảng 3.19 Kết phân loại với liệu CĐLT Dược học khoá 45 Bảng 3.20 Ghi nhận kết với liệu CĐLT Điều dưỡng khoá 47 Bảng 3.21 Kết phân loại với liệu CĐLT Điều dưỡng khoá .47 Bảng 3.22 Ghi nhận kết với liệu CĐLT Hợ sinh khố .49 Bảng 3.23 Kết phân loại với liệu CĐLT Hợ sinh khố 49 Bảng 3.24 Ghi nhận kết với liệu CĐLT Dược học khoá 51 Bảng 3.25 Kết phân loại với liệu CĐLT Dược học khoá 51 ix Bảng 3.26 Ghi nhận kết với liệu CĐLT Điều dưỡng khoá 53 Bảng 3.27 Kết phân loại với liệu CĐLT Điều dưỡng khoá .53 Bảng 3.28 Ghi nhận kết với liệu CĐLT Hợ sinh khố .55 Bảng 3.29 Kết phân loại với liệu CĐLT Hộ sinh khoá 55 Bảng 3.30 Ghi nhận kết với liệu TCCQ Y sỹ khoá Campuchia 57 Bảng 3.31 Kết phân loại với liệu TCCQ Y sỹ khoá Campuchia .57 x DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT CĐCQ Cao đẳng quy CĐLT Cao đẳng liên thơng CĐYT Cao Đẳng Y tế CNTT Công nghệ thông tin CSDL Cơ sở liệu DL Dữ liệu ĐTB Điểm trung bình EDUMAN Hệ thống Quản lý Đào tạo FCM Fuzzy C-Means HMT Hàm mục tiêu KPDL Khai phá liệu KPTT Khám phá tri thức KQHT Kết học tập KTXN Kỹ thuật xét nghiệm PCDL Phân cụm liệu PCM Phân cụm mờ PHCN Phục hồi chức QCĐT Quy chế đào tạo SV Sinh viên TCCQ Trung cấp quy THPT Trung học phổ thông T-SQL Transact-SQL xi MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Những năm gần với tiêu chí đổi Giáo dục việc xếp loại kết học tập sinh viên có thay đổi tích cực từ việc điểm số theo quy định Bộ việc đánh giá điểm rèn luyện sinh viên cập nhật theo tiêu chí mà trường đưa Đánh giá kết học tập phân loại sinh viên một vấn đề quan trọng trình đào tạo trường Hiện quy định Bộ Lao động Thương binh – Xã hội việc xếp loại học lực rèn luyện sinh viên dựa theo thang điểm cứng - kết học tập học kỳ, khố học; thế, kết học tập lực kinh nghiệm thật sinh viên sau q trình đào tạo có khác biệt vị trí việc làm, mức lương đánh giá thực tế đơn vị sử dụng lao động Tuy nhiên, việc xếp chưa thể đánh giá hết khía cạnh quản lý đào tạo, đặc biệt chất lượng đào tạo, chương trình đào tạo, khả tiếp thu người học góc đợ tầm quản lý Nhà quản lý đào tạo Song song việc nâng cao chất lượng dạy học vấn đề có việc làm sinh viên sau trường đặt lên hàng đầu, đánh giá định thương hiệu, chất lượng đào tạo Nhà trường việc đồng hành nhà trường đơn vị tuyển dụng nhân Nếu theo quy chế Bợ quy định nhà trường áp dụng xếp loại sinh viên theo mợt khía cạnh điểm số đánh giá cụ thể lực sinh viên nào, đồng thời, vấn đề việc làm cho sinh viên nhà tuyển dụng đặt vấn đề tiêu chí cụ thể điểm khố học, điểm kỹ năng, khơng tính học phần điều kiện, học phần khơng tiên quyết, xếp loại sinh viên theo Quy định Bộ chưa phù hợp với nhà tuyển dụng Do đó, nhà trường cần có mợt cơng cụ xếp loại mềm dẻo hơn, sử dụng nhiều tiêu chí đánh giá để so sánh, điều chỉnh kết phân loại nhóm đối tượng khác một cách khách quan cần thiết Trên thực tế tốn khơng mới, nhiều tác giả nghiên cứu có kết rất khả quan, việc áp dụng sở Với nâng cao chất lượng đào tạo, hội nhập ASEAN Trường Cao đẳng Y tế Đồng Tháp việc phân loại sinh viên nằm tiêu chí kiểm định chất lượng nhà trường, tiêu chí rất quan trọng việc lựa chọn sinh viên ưu tú, có kinh nghiệm kiến thức lực thực tế để ứng tuyển đơn vị sử dụng lao động nước, đặc biệt nước tiên tiến Nhật, Đài Loan, Đức, Một mạnh khai phá liệu thời đại ngày ứng dụng tài [3], chăm sóc sức khoẻ [4], ngành công nghiệp [5], giáo dục [6], Trong nghiên cứu này, tác giả chọn lĩnh vực giáo dục để nghiên cứu, cụ thể nghiên cứu một số thuật toán phâm cụm mờ ứng dụng vào toán phân loại sinh viên với tập liệu chọn phần mềm quản lý đào tạo Trường Cao đẳng Y tế Đồng Tháp Đồng thời, tác giả tiến hành so sánh kết học tập quy định Bợ thuật tốn phân cụm mà tác giả tìm hiểu nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu đề tài cài đặt thuật toán phân cụm mờ thực tế liệu phần mềm quản lý Đào tạo trường CĐYT Đồng Tháp, qua so sánh kết xếp loại sinh viên theo tiêu chí Bợ Lao đợng Thương binh – Xã hợi thuật tốn phân cụm Mơ hình bao gồm phần chính: - Tìm hiểu thuật tốn phân cụm mờ - Cài đặt thuật toán phân cụm đưa kết xếp loại - So sánh kết xếp loại sinh viên theo quy chế đào tạo thuật toán phân cụm mờ Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: - Kết học tập sinh viên Cao đẳng quy khóa 6, ngành Dược học, Điều dưỡng, Kỹ thuật xét nghiệm, Phục hồi chức hoàn thàanh khoá học Trường CĐYT Đồng Tháp theo quy định Bộ Lao động – Thương binh xã hội - Kết học tập sinh viên Cao đẳng liên thơng khóa 4, ngành Dược học, Điều dưỡng, Hợ sinh hồn thành khố học Trường CĐYT Đồng Tháp theo quy định Bộ Lao động – Thương binh xã hội - Kết học tập sinh viên quốc tế Campuchia hệ trung cấp quy khóa ngành Y sỹ đa khoa hồn thành khố học Trường CĐYT Đồng Tháp theo quy định Bộ Lao động – Thương binh xã hội - Loại trừ kết học tập sinh viên bảo lưu thơi học bị đình khơng đủ liệu học phần kết học tập tất hệ đào tạo đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu: - Lĩnh vực máy học - Cơ sở liệu sử dụng cho nghiên cứu hệ quản trị sỡ liệu SQL Server, trích xuất từ hệ thống phần mềm quản lý đào tạo Trường CĐYT Đồng Tháp với khoá trường cho đối tượng sinh viên Việt Nam Campuchia - Cài đặt thực thuật toán liệu phần mềm Quản lý đào tạo Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Cách tiếp cận: - Chọn tồn bợ kết học tập sinh viên cao đẳng quy khóa 6, ngành Dược học, Điều dưỡng, Kỹ thuật xét nghiệm, Phục hồi chức cao đẳng liên thơng khóa 4, ngành Dược học, Điều dưỡng, Hộ sinh sinh viên quy quốc tế Campuchia hệ trung cấp quy khóa ngành Y sỹ đa khoa, loại trừ sinh viên bảo lưu thơi học bị đình không đủ liệu học phần theo học Trường CĐYT Đồng Tháp - Kết học tập sinh viên thu thập từ số liệu có sẵn thơng qua phần mềm hệ thống Quản lý đào tạo Trường CĐYT Đồng Tháp Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp nghiên cứu dựa tài liệu: Thu thập, phân tích, xử lý thơng tin tài liệu có sẵn báo, tạp chí, in ấn tài liệu công bố internet liên quan đến đề tài - Phương pháp nghiên cứu dựa thực nghiệm: Xây dựng cài đặt thuật tốn phân cụm mờ thơng qua việc thử nghiệm dựa sở liệu phần mềm quản lý đào tạo có trường; từ đưa kết so sánh theo hình thức xếp loại sinh viên cụ thể Phương tiện nghiên cứu: - Hệ quản trị sở liệu SQL Server 2014 - Ngơn ngữ lập trình Python cơng cụ phát triển phần mềm Jupyter Notebook - Thư viện NLP gói thư viện hỗ trợ khác Ý nghĩa thực tiễn đề tài Hiện nay, Việt Nam, việc áp dụng thuật toán phân cụm cho toán phân loại sinh viên hệ thống phần mềm Quản lý đào tạo rất ít, đặc biệt ngành Y tế sinh viên có lực, có đạo đức với nghề đặt lên hàng đầu Mặc dù, nhà trường có đánh giá xếp loại cho sinh viên thông qua quy chế đào tạo; nhiên, nhà trường hướng đến việc đánh giá chất lượng dạy học, quản lý đào tạo, kiểm định chất lượng,…thì kết phân loại theo tiêu chí nhà tuyển dụng cấp bách, giải nhiều vấn đề sinh viên học lý thuyết sng, thực tập va chạm, kết điểm học tập lại cao việc làm khơng có Từ kết bước đầu nghiên cứu này, nhà trường có nhìn tổng qt trình đào tạo nhà trường, đặc biệt vấn để việc làm sinh viên sau tốt nghiệp Kết nghiên cứu một phần quan trọng tiêu chí đánh giá, xếp loại nhà trường, tiến đến trường đào tạo chất lượng cao, hội nhập quốc tế ASEAN Song song đó, nhà trường muốn hướng đến chuyển đổi số mơ hình thực hố trình đào tạo từ khâu tư vấn tuyển sinh trường THPT đến trình đào tạo trường kết đầu ra, làm việc sở doanh nghiệp CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan đề tài Đánh giá kết học tập phân loại sinh viên một vấn đề quan trọng trình đào tạo Hiện quy định Bộ Lao động Thương Binh – Xã hội [1] xếp loại học lực rèn luyện sinh viên dựa theo thang điểm cứng, kết học tập sở đào tạo, đối tượng sinh viên khác một trường thường có khác biệt chủ quan đánh giá kết học tập học phần, module Do đó, nhà trường cần có mợt cơng cụ xếp loại phần mềm mềm dẻo hơn, sử dụng nhiều tiêu chí đánh giá công cụ để so sánh, điều chỉnh kết phân loại nhóm đối tượng khác mợt cách khách quan cần thiết Ngồi ra, nhu cầu tuyển dụng đơn vị tuyển dụng ngày khắt khe kinh nghiệm nghề, kỹ điểm số chun mơn; đó, áp dụng cứng hợi dành cho bạn thật có lực bị hạn chế dẫn đến đánh mất hội Đây mục tiêu kiểm định chất lượng đào tạo, hướng đến nhà trường số hố quy trình đánh giá chất lượng kết đào tạo một cách rõ ràng, công tâm nâng cao chất lượng dạy học, kết hợp vận dụng y đức sau sinh viên tốt nghiệp 1.2 Tổng quan nghiệp vụ xếp loại sinh viên Trường Cao đẳng Y tế Đồng Tháp thành lập theo định số 1407/QĐBGDĐT ngày 09 tháng 04 năm 2011 Bộ Giáo dục Đào tạo dựa sở Trường Trung cấp Y tế Đồng Tháp Nhà trường theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH [1] việc tổ chức thực chương trình đào tạo trình độ trung cấp, cao đẳng theo niên chế theo phương thức tích luỹ mơ-đun tín chỉ; quy chế kiểm tra, thi, xét công nhận tốt nghiệp Nhà trường bám sát 38 điều Thông tư để xây dựng tiêu chí riêng cho việc tổ chức thực chương trình đạo tạo trình đợ trung cấp, cao đẳng theo phương thức tích lỹ mơ-đun tín áp dụng từ năm 2017 đến cho ngành đào tạo Trong có mợt vấn đề rất quan trọng đánh giá kết sinh viên tồn khố học, đánh giá kết học tập sinh viên một yếu tố quan trọng nhất giáo dục đại học Kết đánh giá ảnh hưởng sâu sắc đến nghiệp sinh viên sau Vì vậy, việc đánh giá cần thực một cách chuyên nghiệp cần tập trung nhiều vào đánh giá kiến thức thơng qua q trình kiểm tra thi cử, cung cấp cho nhà trường thơng tin có giá trị hiệu giảng dạy hoạt động dịch vụ hỗ trợ người học 1.2.1 Cách tính điểm kết học tập học kỳ/năm học/khố học Điểm mơn học, mơ-đun: bao gồm ĐTB điểm kiểm tra có trọng số 0,4 điểm thi kết thúc có trọng số 0,6 ĐTB điểm kiểm tra trung bình cợng điểm kiểm tra thường xuyên, điểm kiểm tra định kỳ theo hệ số loại điểm Trong đó, điểm kiểm tra thường xuyên tính hệ số 1, điểm kiểm tra định kỳ tính hệ số Điểm mơn học, mơ-đun đạt u cầu có điểm theo thang điểm 10 đạt từ 4,0 trở lên Điểm trung bình chung học kỳ/năm học/khố học điểm trung bình chung tích luỹ tính theo cơng thức sau: n A a n i i 1 i n n i 1 i Trong đó: - A: điểm trung bình chung học kỳ/năm học/khố học điểm trung bình chung tích luỹ - i: số thứ tự môn học, mô-đun - Ai: điểm môn học, mô-đun thứ i; - ni: số tín mơn học, mơ-đun thứ i; - n: tổng số môn học, mô-đun học kỳ/năm học/khố học số mơn học, mơ-đun tích luỹ Điểm trung bình chung tích luỹ ĐTB môn học, mô-đun mà người học tích luỹ được, tính từ đầu khố học thời điểm xem xét vào lúc kết thúc học kỳ Điểm trung bình chung học kỳ/năm học/khố học, ĐTB chung tích luỹ bao gồm điểm mơn học, mô-đun bảo lưu, không bao gồm điểm môn học, mô-đun miễn trừ môn học điều kiện Trường hợp người học tạm hỗn học mơn học, mơ-đun chưa tính khối lượng học tập mơn học, mơ-đun thời gian tạm hỗn Điểm trung bình chung học kỳ, năm học, ĐTB chung tích luỹ để xét học bổng, khen thưởng sau học kỳ, năm học khố học tính theo kết điểm thi kết thúc môn học, mô-đun lần thứ nhất; để xét điều chỉnh tiến độ học, buộc học tính theo kết thi kết thúc mơn học, mơ-đun có điểm cao nhất Mơn học Giáo dục thể chất, Giáo dục quốc phịng an ninh mơn điều kiện, kết đánh giá môn học khơng tính vào ĐTB chung học kỳ, năm học, điểm trung bình chung tích luỹ, xếp loại tốt nghiệp mợt điều kiện để xét hồn thành khối lượng học tập, xét điều kiện dự thi tốt nghiệp bảo vệ chuyên đề, khoá luận tốt nghiệp ghi vào bảng điểm cấp kèm theo tốt nghiệp 1.2.2 Cách quy đổi điểm kết học tập học kỳ/năm học/khố học Quy đổi điểm mơn học, mơ-đun: tính theo khoản Điều 15 Thơng tư BLĐTBXH [1] theo thang điểm 10 sau làm trịn đến mợt chữ số thập phân chuyển thành điểm chữ, quy đổi từ điểm chữ qua điểm số theo thang điểm Bảng 1.1 Bảng quy đổi từ điểm chữ qua điểm số Điểm chữ Điểm 10 Loại A 8,5 – 10 Giỏi B 7,0 – 8,4 Khá C 5,5 – 6,9 Trung bình D 4,0 – 5,4 Trung bình yếu F < 4,0 Không đạt Điểm 1.2.3 Xếp loại tốt nghiệp Xếp loại tốt nghiệp xác định theo điểm trung bình chung tích luỹ tồn khố học theo thang điểm 4, sau: Bảng 1.2 Xếp loại tốt nghiệp Loại Diễn giải Loại Xuất sắc Điểm trung bình chung tích luỹ từ 3,60 đến 4,00 Loại Giỏi Điểm trung bình chung tích luỹ từ 3,20 đến 3,59 Loại Khá Điểm trung bình chung tích luỹ từ 2,50 đén 3,19 Loại Trung bình Điểm trung bình chung tích luỹ từ 2,00 đến 2,49 Người học có điểm xếp loại tốt nghiệp đạt từ loại giỏi trở lên bị giảm một mức xếp loại tốt nghiệp tḥc mợt trường hợp như: có mợt mơn học mợt mơ-đun trở lên khố học phải thi lại; bị kỷ luật từ mức cảnh cáo trở lên thời gian học tập trường 1.3 Các hướng tiếp cận Tìm hiểu Thơng tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH cách xếp loại điểm trung bình chung khố học sinh viên từ phần mềm quản lý đào tạo có trường, qua tìm hiểu cấu trúc Cơ sở liệu để có đánh giá sơ bợ phần mềm Từ đó, tác giả tìm hiểu kết học tập sinh viên theo khố học có phần mềm để có sở tổng hợp kết theo quy định, làm tiền đề cho việc so sánh với kết sử dụng thuật toán phân cụm mờ đề tài Trong trình tìm hiểu liệu, tác giả viết một thủ tục với tham số khác ngành đào tạo, khoá học để truy xuất liệu từ hệ thống phần mềm quản lý đào tạo có để có nhìn tổng quan liệu hệ thống với khoá tốt nghiệp trường; sau đó, tác giả tiến đến việc làm liệu mã hoá liệu theo ngành đào tạo cụ thể Tác giả bước cài đặt thuật toán K-means, thuật toán FCM (Fuzzy c-means) [2], thuật toán εFCM (ε-Insensitive Fuzzy c-means) để kiểm tra với 15 tập liệu cụ thể xuất bao gồm hệ cao đẳng quy ngành Dược học, Điều dưỡng, Kỹ thuật xét nghiệm, Phục hồi chức năng, hệ cao đẳng liên thông ngành Dược học, Điều dưỡng, Hộ sinh hệ trung cấp Y sỹ quy quốc tế Campuchia Từ kết thu được, tác giả thực biễu mẫu để so sánh kết cụ thể từ quy chế cứng Bợ thơng qua thuật tốn phân cụm cài đặt 1.4 Khó khăn thách thức Hệ thống Quản lý đào tạo có trường lưu trữ nhiều kết điểm sinh viên, có sinh viên bỏ học ngang bảo lưu, có học phần khơng tính vào kết học tập tồn sinh viên Giáo dục thể chất, giáo dục Quốc phòng – an ninh; thế, việc thống kê đánh kết để so sánh hình thức xếp loại sinh viên khác dẫn đến nhiều kết không mong muốn Ngồi khó khăn hệ thống cịn phải lưu trữ nhiều quy chế tính điểm khác theo quy định từ Bợ, qua đó, quy chế lại có cách lưu trữ tính điểm khác nhau, dẫn đến việc khơng đồng nhất q trình đánh giá phân loại một sinh viên Để kết xuất liệu từ hệ thống quản lý đào tạo, tác giả phải viết thủ tục truy vấn sở liệu T-SQL để truy xuất kết mong muốn phải thực tiền xử lý liệu thơ để có tập liệu phù hợp; ngồi ra, việc cài đặt thuật toán thử nghiệm nhiều ngành, khoá học khác dẫn đến việc xử lý liệu cần thận trọng cần nhiều thời gian 1.5 Đề xuất hướng giải Tác giả xin số liệu từ sở liệu có phần mềm Quản lý đào tạo trường Cao đẳng Y tế Đồng Tháp với khoá tốt nghiệp có đầy đủ liệu, bao gồm hệ cao đẳng quy ngành Dược học, Điều dưỡng, Kỹ thuật xét nghiệm, Phục hồi chức năng, hệ cao đẳng liên thông ngành Dược học, Điều dưỡng, Hộ sinh hệ trung cấp Y sỹ quy quốc tế Campuchia Số liệu thu thập từ 10 năm 2017 với khoá học 2017-2020, 2017-2019, 2018-2020, 2018-2021, 20182019 Qua tác giả truy vấn T-SQL trực tiếp hệ thống sở liệu phần mềm kết xuất kết 15 tập tin excel với định dạng CSV (comma delimited) khác tương ứng với ngành, khoá học hướng tiếp cận Dữ liệu kết xuất bao gồm cột cần thiết studentID, subjectID, score4, result; cột rất quan trọng việc áp dụng giải thuật phân cụm; đặc biệt, tác giả không cần phải mã hoá liệu xuất kết điểm (score4) theo thang điểm (1-4) tương thích với việc mã hoá liệu, tác giả mã hoá cột kết (result) theo xếp alphabet thử nghiệm với thuật tốn Tác giả dùng ngơn ngữ lập trình Python để xử lý liệu đạt kết mong đợi trình nghiên cứu Kết trình bày cụ thể chương 1.6 Bố cục luận văn Luận văn chia thành ba chương: Chương 1: Trình bày tốn cần nghiên cứu luận văn này, xây dựng mợt mơ hình để phân cụm liệu cụ thể hướng tiếp cận cho toán đặt Chương 2: Trình bày sở lý thuyết cho việc phân cụm liệu Chương trình bày sở lý thuyết để xây dựng mơ hình phân cụm với thuật toán K-means, thuật toán FCM (Fuzzy c-means) thuật tốn εFCM (ε-Insensitive Fuzzy c-means) Chương 3: Trình bày kết đạt nghiên cứu, bàn luận hướng phát triển 11 ... số thuật tốn phân cụm mờ ứng dụng vào toán phân loại sinh viên NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Nghiên cứu phương pháp phân cụm với thuật toán K-Means, thuật toán FCM (Fuzzy C-means, thuật toán εFCM (ε... [5], giáo dục [6], Trong nghiên cứu này, tác giả chọn lĩnh vực giáo dục để nghiên cứu, cụ thể nghiên cứu mợt số thuật tốn phâm cụm mờ ứng dụng vào toán phân loại sinh viên với tập liệu chọn phần... xếp loại sinh viên theo tiêu chí Bợ Lao đợng Thương binh – Xã hợi thuật tốn phân cụm Mơ hình bao gồm phần chính: - Tìm hiểu thuật toán phân cụm mờ - Cài đặt thuật toán phân cụm đưa kết xếp loại