Application of Spatial Data Science on Results of the Saber 5 Test

Aplicación de la ciencia de datos espaciales sobre los resultados de las pruebas Saber 5

Las pruebas saber tienen como objetivo contribuir al mejoramiento de la calidad de la educación en Colombia a través de la realización de evaluaciones periódicas que buscan evaluar el desarrollo de competencias en los estudiantes de educación básica. Aunque se han realizado diferentes estudios basados en minería de datos sobre los resultados de las pruebas saber, se han evidenciado pocos estudios basados en análisis espacial de datos en el ámbito educativo. En este artículo se propone como aporte el desarrollo de un estudio basado en análisis exploratorio y análisis espacial sobre el conjunto de datos de las pruebas saber 5 del año 2016, el cual tiene por objetivo identificar la relación entre los resultados de las pruebas saber y la distribución geográfica y/o espacial de los datos. Para el desarrollo de esta investigación se definieron 4 fases metodológicas a saber: selección y obtención de los datos, análisis de correlación, análisis espacial de los datos, obtención de conclusiones sobre el estudio desarrollado. A través del uso de la herramienta libre GeoDa se realizó un análisis de cuantiles y regresión sobre los resultados obtenidos en las áreas de Lenguaje, Matemáticas y Ciencias Naturales. Del mismo modo, se realizó un análisis basado en clustering mediante el uso del algoritmo KMeans. Los resultados obtenidos permitieron determinar la correlación lineal y espacial existente entre los datos asociados a los diferentes departamentos de Colombia a nivel de las 3 áreas consideradas, los cuales pueden resultar de interés en cuanto a la toma de decisiones por parte del Ministerio de Educación. Así mismo, la investigación desarrollada permitió verificar la utilidad de la herramienta GeoDa para la conducción de estudios basados en análisis exploratorio y espacial en diferentes contextos de aplicación.

I. INTRODUCCIÓN

Las pruebas Saber corresponden a evaluaciones estandarizadas externas aplicadas por el ICFES (Instituto Colombiano para la Evaluación de la Educación), cuyo objetivo es evaluar el desempeño de los estudiantes de acuerdo con las competencias básicas establecidas por el Ministerio de Educación Nacional de Colombia. Estas pruebas evalúan el desempeño de los estudiantes al finalizar los niveles de educación básica y media: Saber 3º y 5º en educación primaria, Saber 9º al finalizar la educación media básica y Saber 11º al finalizar la educación media [1]-[5]. Estas pruebas buscan ajustar la política educativa y estimular el crecimiento cuantitativo y cualitativo del sistema educativo del país en cuanto a cobertura o número de beneficiarios y calidad [6]-[8].

En la última década, los exámenes aplicados por el Ministerio de Educación Nacional que evalúan la calidad de la educación en Colombia han permitido la difusión y el acceso a conjuntos de datos que pueden ser utilizados en estudios orientados a caracterizar y explicar el desempeño de los estudiantes en diferentes competencias asociadas a diversas áreas del conocimiento [9].