Анализ влияния алкоголя на успеваемость студентов
Введение
Я выбрала делать анализ этой темы, потому что считаю, что это не только вопрос личного выбора, но и общественного здоровья, поскольку влияет на качество образования, безопасность и будущее молодежи.
ссылка на используемые данные https://www.kaggle.com/datasets/uciml/student-alcohol-consumption
вид графиков — столбчатые и 3d (многомерный)
В современном обществе среди молодежи распространено употребление алкоголя. Однако, насколько сильно это влияет на их учебу и социальную жизнь?
В этом исследовании будет выявлено, какие факторы связаны с употреблением алкоголя среди студентов и как это влияет на их успеваемость.
Основные вопросы исследования:
Как ежедневное и выходное употребление алкоголя связано с успеваемостью? Какие социальные и семейные факторы влияют на склонность к употреблению алкоголя? Как изменяются оценки в зависимости от учебного времени и пропусков занятий? Кто чаще употребляет алкоголь — студенты из маленьких или больших семей? Те, кто живёт в городе или деревне? Влияет ли свободное время и встречи с друзьями на уровень потребления алкоголя?
Методы анализа:
Корреляционный анализ — выявление зависимостей между переменными. Визуализация данных — для лучшего понимания связей. Группировка данных — анализ средних значений алкоголя и оценок среди разных категорий студентов. 3D-графики — исследование многомерных зависимостей.
Ожидаемые результаты:
Определить, как употребление алкоголя влияет на оценки. Выяснить, какие социальные группы больше склонны к употреблению алкоголя. Найти ключевые зависимости между учебными и социальными факторами.
(01) код
(02) код
Анализ блока «Влияние алкоголя на оценки»
В этом блоке представлены две диаграммы «boxplot», которые показывают, как ежедневное и выходное потребление алкоголя связано с итоговой оценкой.
1. Влияние ежедневного потребления алкоголя (Dalc) на итоговую оценку (G3) График показывает распределение оценок G3 в зависимости от уровня ежедневного употребления алкоголя (Dalc).
Уровни Dalc: от 1 (очень низкое) до 5 (очень высокое). На оси Y — итоговая оценка (G3). Основные наблюдения: - Чем выше уровень Dalc, тем ниже медианная оценка G3. - Разброс оценок у тех, кто не пьет, значительно выше — среди них есть и высокие, и низкие оценки. - При Dalc = 4-5 (высокий уровень алкоголя) практически нет высоких оценок — большинство студентов имеют низкий G3 (<10).
Вывод:
Частое употребление алкоголя в будни снижает шансы на высокие оценки. Студенты, которые пьют много алкоголя ежедневно, реже получают оценки выше 10.
2. Влияние выходного потребления алкоголя (Walc) на итоговую оценку (G3) График показывает распределение оценок в зависимости от уровня алкоголя в выходные.
Уровни Walc: от 1 (очень низкое) до 5 (очень высокое). Ось Y — итоговая оценка (G3). Основные наблюдения: - В целом зависимость схожа с Dalc: учащиеся с высоким Walc имеют более низкие оценки. - Но эффект менее выражен, чем у Dalc — есть студенты, которые активно употребляют алкоголь по выходным, но все еще получают хорошие оценки. - При Walc = 4-5 средняя оценка ниже, но встречаются и исключения.
Вывод:
Алкоголь в выходные тоже негативно влияет на учебу, но не так критично, как ежедневное употребление. Студенты с высоким Walc в среднем учатся хуже, но среди них есть те, кто сохраняет высокий уровень G3.
Глобальные выводы по этому блоку
1. Чем чаще ученик пьет алкоголь, тем ниже его итоговая оценка. 2. Ежедневное употребление более вредно для учебы, чем только в выходные. 3. Некоторые студенты могут пить в выходные и при этом хорошо учиться, но таких меньшинство. 4. Снижение оценки связано, вероятно, с потерей концентрации, усталостью и снижением учебного времени.
Итог: Студенты, которые пьют каждый день, чаще имеют плохие оценки. Студенты, которые пьют только в выходные, могут показывать разные результаты, но в среднем их успеваемость тоже ниже. Лучший вариант для хороших оценок — умеренное или полное отсутствие употребления алкоголя.
Корреляционная матрица
(03) код
1. Анализ зависимостей между оценками (G1, G2, G3)
Переменные Коэффициент корреляции G1 ↔ G2 ≈ 0.85 G2 ↔ G3 ≈ 0.90 G1 ↔ G3 ≈ 0.80
Разбор: Связь между G1, G2 и G3 очень сильная. Это логично: успешные студенты стабильно показывают хорошие результаты. Важно: однако коэффициент <1.0, что значит, что успех на начальных этапах не гарантирует финального результата. Возможны факторы, которые ухудшают или улучшают оценку к концу учебного года.
Вывод: Если у студента низкая G1, то с высокой вероятностью его итоговая G3 будет тоже низкой. Это значит, что раннее вмешательство (дополнительные занятия, помощь в учебе) может улучшить финальный результат.
2. Влияние времени на учебу (studytime) на успеваемость (G3)
Переменные Коэффициент корреляции Studytime ↔ G3 ≈ 0.24
Разбор: Учебное время положительно связано с итоговой оценкой, но корреляция слабая. Это говорит о том, что просто учиться больше — не гарантия высоких оценок. Важнее качество обучения.
Вывод: Хотя большее время на учебу скорее поможет, оно не заменяет других факторов, например, эффективности обучения, уровня мотивации и базовых знаний.
3. Влияние потребления алкоголя на оценки (Dalc, Walc vs G3)
Переменные Коэффициент корреляции Dalc ↔ G3 ≈ -0.18 Walc ↔ G3 ≈ -0.22
Разбор: Употребление алкоголя негативно влияет на оценки. Влияние выходного алкоголя (Walc) чуть сильнее, чем ежедневного (Dalc).
Вывод: - Чем выше употребление алкоголя, тем ниже оценки. - Особенно опасно частое употребление в выходные, так как это может мешать восстановлению перед учебной неделей.
4. Связь между уровнем образования родителей и успеваемостью (Medu, Fedu vs G3)
Переменные Коэффициент корреляции Medu ↔ G3 ≈ 0.22 Fedu ↔ G3 ≈ 0.18
Разбор: - Если у родителей высокий уровень образования, то у ребенка выше вероятность получить лучшие оценки.
- Образование матери (Medu) оказывает более сильное влияние, чем образование отца (Fedu).
- Они могут лучше помочь с учебой или мотивировать к учебе.
- Мать, как правило, больше вовлечена в воспитание, поэтому ее образование оказывает большее влияние.
Вывод: Дети образованных родителей в среднем учатся лучше. Но! Это не 100% зависимость — есть дети с низким уровнем родительского образования, но высокими оценками.
5. Социальные факторы и алкоголь (Goout, Freetime vs Walc, Dalc)
Переменные Коэффициент корреляции Goout ↔ Walc ≈ 0.35 Freetime ↔ Walc ≈ 0.18
Разбор: Частота выходов с друзьями сильно коррелирует с уровнем употребления алкоголя. Свободное время влияет слабее, но тоже играет роль.
Вывод: - Чем чаще ученик выходит гулять, тем больше он склонен употреблять алкоголь. - Социальная активность важна, но должна быть сбалансирована с учебой.
Глобальные выводы из корреляции
- Лучший предсказатель успеха — предыдущие оценки. - Учебное время влияет, но важно его качество, а не количество. - Алкоголь ухудшает оценки, особенно если употребляется в выходные. - Образование родителей связано с успехами детей, особенно образование матери. - Чем больше социализация, тем выше уровень алкоголя. - Пропуски занятий почти не влияют на оценки — возможно, студенты компенсируют их.
3D визуализация
Анализ 3D визуализации
fig_3d3 = px.scatter_3d (df, x='freetime', y='goout', z='Walc', color='sex', title="Связь между свободным временем, выходами и алкоголем») fig_3d3.show ()
На данном графике представлены три переменные:
Ось X (freetime) — свободное время после школы. Ось Y (goout) — частота выхода с друзьями. Ось Z (Walc) — уровень потребления алкоголя в выходные.
Выводы: Чем больше свободного времени и чаще выходы с друзьями, тем выше потребление алкоголя. Среди учащихся с минимальным свободным временем и редкими выходами уровень употребления алкоголя минимален. Гендерное различие также заметно: студенты одного пола (цвет точек) могут отличаться по уровню потребления. Это подтверждает гипотезу о том, что социальная активность связана с частотой употребления алкоголя.
Выводы:
Кто чаще пьет алкоголь? Городские студенты чаще употребляют алкоголь, чем деревенские. Студенты из маленьких семей (≤3 человека) пьют больше, чем из больших семей. Те, кто не живет с обоими родителями, чаще употребляют алкоголь. Свободное время само по себе не ведет к алкоголю, но способствует встречам с друзьями. Чем активнее социальная жизнь студента (goout), тем выше уровень алкоголя. Портрет студента, склонного к употреблению алкоголя: Живет в городе Из маленькой семьи (≤3 человека) Не живет с обоими родителями Проводит много времени с друзьями Часто выходит гулять
Вывод: - Алкоголь — это не просто личный выбор, а социальный фактор. - Самые подверженные студенты — социально активные подростки из городов, у которых меньше родительского контроля. - Ключевой фактор — частота встреч с друзьями.
Заключение и ключевые выводы
Основные результаты анализа В ходе исследования были выявлены ключевые зависимости между успеваемостью студентов, их социальной активностью и уровнем употребления алкоголя.
1. Влияние алкоголя на успеваемость (G3)
- Ежедневное употребление алкоголя (Dalc) оказывает отрицательное влияние на оценки. - Студенты, которые пьют алкоголь каждый день, в среднем имеют более низкие оценки (G3 < 10). - Выходное употребление алкоголя (Walc) также снижает оценки, но не так критично, как ежедневное. - Однако среди тех, кто пьёт только по выходным, встречаются студенты с хорошими оценками.
Вывод: - Чем чаще студент употребляет алкоголь, тем ниже его успеваемость. - Ежедневное употребление наиболее негативно сказывается на учебных результатах.
2. Корреляционные зависимости и анализ учебных факторов
- Лучший предсказатель итоговой оценки (G3) — это предыдущие оценки (G1, G2). - Время на учебу (studytime) положительно коррелирует с G3, но влияние слабое. - Количество пропусков занятий (absences) практически не влияет на оценки.
Вывод: - Успеваемость зависит от накопленных знаний и учебных привычек, а не только от количества времени на учебу. - Пропуски не всегда ухудшают оценки, если студент самостоятельно восполняет пробелы.
3. Итоговый портрет студента, склонного к употреблению алкоголя
- Живёт в городе - Из маленькой семьи (≤3 человека) - Не живёт с обоими родителями - Проводит много времени с друзьями - Часто выходит гулять (goout = 5) - Тратит меньше времени на учебу и имеет сниженные оценки
Глобальные выводы
- Алкоголь негативно влияет на оценки, особенно при ежедневном употреблении. - Учебное время важно, но не является главным фактором успеха — качество знаний играет большую роль. - Социальные факторы — ключевые предикторы употребления алкоголя. - Частота встреч с друзьями — самый сильный показатель склонности к алкоголю. - Студенты, живущие в городах и маленьких семьях, без обоих родителей, пьют чаще.
Вывод: Чтобы повысить успеваемость и снизить уровень употребления алкоголя среди студентов, необходимо учитывать не только учебные, но и социальные факторы. Родительский контроль, осведомленность о последствиях и баланс между социальной жизнью и учебой — ключевые аспекты профилактики.
