Avaliações de diagnóstico cognitivo em escolas públicas do Estado do Ceará: Um estudo comparativo

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Brito, Ismael Fernandes
Orientador(a): Barreto, Guilherme de Alencar
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Link de acesso: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/81642
Resumo: Cognitive Diagnostic Models (CDMs) are statistical models used to estimate students’ latent abilities in solving items or questions in a given test. Using the Q matrix as input, which represents the skills required to correctly solve each item, CDMs are fitted to student response data to estimate their abilities to successfully resolve the items and classify them into attribute/skill groups. As a quantitative analysis tool, CDMs have been increasingly utilized in education to identify the mastery levels of the skills required for correct item resolution, thus aiding teaching and learning in the classroom. Bearing this in mind, this master’s thesis aims to conduct a cognitive diagnostic analysis of school data from the Coordenadoria Regional de Desenvolvimento da Educação- CREDE 1, covering the city of Maracanaú and its metropolitan region. More specifically, it will analyze the results of the 3rd year high school Mathematics exam. The test consists of 25 items, for which 4 skills were previously defined by experts as necessary for adequate resolution of the test items. A total of 12,850 students form the sample of test respondents. The cognitive diagnostic analysis was performed using R software with the assistance of the GDINA package (generalized deterministic inputs, noisy “and” gate) which implements the eponymous CDM and specific models like DINA, DINO, A-CDM, LLM, and R RUM. Initially, given the innovative nature of the task, an exploratory data analysis is conducted to present descriptive statistics and a qualitative overview of student performance on the test. Following this, a comparative analysis of the aforementioned CDMs is carried out to infer the individual abilities of the sample students and their groupings by skill classes. The results are promising and support the premise of using CDMs in the evaluation of school performance.
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spelling Brito, Ismael FernandesBarreto, Guilherme de Alencar2025-07-21T12:38:08Z2025-07-21T12:38:08Z2024-02BRITO, Ismael Fernandes. Avaliações de diagnóstico cognitivo em escolas públicas do Estado do Ceará: Um estudo comparativo. 2024. 82 f. Dissertação (Mestrado em Modelagem e Métodos Quantitativos) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, 2024.http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/81642Cognitive Diagnostic Models (CDMs) are statistical models used to estimate students’ latent abilities in solving items or questions in a given test. Using the Q matrix as input, which represents the skills required to correctly solve each item, CDMs are fitted to student response data to estimate their abilities to successfully resolve the items and classify them into attribute/skill groups. As a quantitative analysis tool, CDMs have been increasingly utilized in education to identify the mastery levels of the skills required for correct item resolution, thus aiding teaching and learning in the classroom. Bearing this in mind, this master’s thesis aims to conduct a cognitive diagnostic analysis of school data from the Coordenadoria Regional de Desenvolvimento da Educação- CREDE 1, covering the city of Maracanaú and its metropolitan region. More specifically, it will analyze the results of the 3rd year high school Mathematics exam. The test consists of 25 items, for which 4 skills were previously defined by experts as necessary for adequate resolution of the test items. A total of 12,850 students form the sample of test respondents. The cognitive diagnostic analysis was performed using R software with the assistance of the GDINA package (generalized deterministic inputs, noisy “and” gate) which implements the eponymous CDM and specific models like DINA, DINO, A-CDM, LLM, and R RUM. Initially, given the innovative nature of the task, an exploratory data analysis is conducted to present descriptive statistics and a qualitative overview of student performance on the test. Following this, a comparative analysis of the aforementioned CDMs is carried out to infer the individual abilities of the sample students and their groupings by skill classes. The results are promising and support the premise of using CDMs in the evaluation of school performance.Modelos de diagnóstico cognitivo (CDMs, cognitive diagnostic models) são modelos estatísticos usados para estimar as habilidades latentes de alunos na resolução de itens ou questões de um determinado teste. Para isso, usando como entrada a matriz Q, que é a matriz de habilidades necessárias para resolver cada item corretamente, CDMs são ajustados a dados de resposta dos alunos com o intuito de estimar as habilidades dos alunos na bem-sucedida resolução dos itens e classificá-los em grupos de atributos/habilidades. Como ferramenta de análise quantitativa, CDMsvêmsendoutilizados de forma crescente na área de educação a fim de identificar os níveis de domínio das habilidades requeridas na resolução correta dos itens do teste e, assim, auxiliar o ensino e aprendizado em sala de aula. Tendo isso em mente, esta dissertação de mestrado tem como objetivo realizar a análise diagnóstico-cognitiva de dados escolares provenientes da Coordenadoria Regional de Desenvolvimento da Educação- CREDE 1, que envolve a cidade de Maracanaú e região metropolitana. Mais especificamente, serão analisados os resultados da prova de Matemática do 3o ano do ensino médio. O teste em questão possui 25 itens, tendo sido previamente definidas por especialistas 4 habilidades para a resolução adequada dos itens do teste. Umtotal de 12.850 alunos compõem a amostra de respondentes do teste. A análise diagnóstico cognitiva foi realizada no software R com o auxílio do pacote GDINA (generalized deterministic inputs, noisy “and” gate) que implementa o CDM de mesmo nome e modelos particulares, tais como DINA, DINO, A-CDM, LLM e R-RUM. Inicialmente, dado o caráter inovador da tarefa, uma análise exploratória dos dados é realizada com o intuito de apresentar estatísticas descritivas e um panorama qualitativo do desempenho dos alunos no teste. Em seguida, uma análise comparativa entre os diversos CDMs supracitados é levada a cabo com o intuito de inferir as habilidades individuais dos alunos da amostra, bem como seus agrupamentos por classes de habilidades. Os resultados obtidos são promissores e corroboram a premissa acerca do uso de CDMsnaavaliação de desempenho escolar.Avaliações de diagnóstico cognitivo em escolas públicas do Estado do Ceará: Um estudo comparativoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisavaliação diagnóstico-cognitivamodelos estatísticoshabilidades latentesmodelo GDINACognitive diagnostic assessmentstatistical modelslatent skillsGDINA modelinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFChttps://orcid.org/0000-0002-7002-1216http://lattes.cnpq.br/8902002461422112ORIGINAL2024_dis_ifbrito.pdf2024_dis_ifbrito.pdfDissertação Versão Finalapplication/pdf1216351http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/81642/5/2024_dis_ifbrito.pdfa8e438e8196a0477dfdb71d2db8d6b8fMD55LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/81642/6/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD56riufc/816422025-07-24 13:44:19.431oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2025-07-24T16:44:19Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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