Data mining for predicting university student dropout: Literature review and experimentation

Authors

DOI:

https://doi.org/10.32645/13906852.1467

Keywords:

machine learning, decision trees, classification, prediction, university student dropout

Abstract

The university dropout rate represents a critical challenge for higher education institutions due to its economic, academic, and social impact, not only on students but also on the institutions themselves. This study adopts a mixed approach, consisting of a systematic literature review and a practical experimentation using data mining techniques, considering that in recent years, data mining has become a powerful tool for predicting this phenomenon through the analysis of large volumes of data. The objective is to identify the determining factors associated with university student dropout and to evaluate the effectiveness of different machine learning algorithms for its prediction. The systematic review was conducted following the PRISMA method and included publications from the last five years in indexed databases. Subsequently, a predictive experiment was carried out using a dataset with 34 variables and more than 4,000 records, applying supervised models such as decision trees, Random Forest, and Gradient Boosting. The results show that economic factors, academic performance, and institutional conditions are the main predictors of dropout. In the experimental phase, Random Forest and Gradient Boosting yielded the best predictive performance, while decision trees offered high interpretability useful for institutional decision-making. The study concludes that the integration of data mining and machine learning models enables early identification of at-risk students and strengthens retention strategies in higher education.

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Author Biographies

  • Marco Antonio Yandún Velasteguí, Universidad Politécnica Estatal del Carchi

    Magíster en Auditoría de Tecnologías de la Información

  • Carlitos Alberto Guano Cárdenas, Universidad Politécnica Estatal del Carchi

    Magíster en Gerencia de Sistemas

  • Hernán Darío Cerón Carrera, Universidad Politécnica Estatal del Carchi

    Ingeniero en Ciencias de la Computación

  • Alison Lizbeth Piarpuezán Imbaquingo, Universidad Politécnica Estatal del Carchi

    Ingeniera en Ciencias de la Computación

References

Acosta, M., Saldaña, C. F., Olivera, A., Prieto, G. P., & Guillén, E. (2024). Factores en la deserción estudiantil universitaria en una zona de extrema pobreza del Perú. Horizontes. Revista de Investigación en Ciencias de la Educación, 8 (34), 1315-1328. DOI: https:/​/​doi.​org/​10.​33996/​revistahorizontes.​v8i34.​799

Amaya, A., Huerta, F., & Flores, C. (2020). Big data, una estrategia para evitar la deserción escolar en las IES. Revista Iberoamericana de Educación Superior, 12 (31), 166-178. DOI: https:/​/​doi.​org/​10.​22201/​iisue.​20072872e.​2020.​31.​712

Ávila Granda, L. E., Cepeda Yautibug, F., & Aucancela Copa, R. (2024). Deserción en la educación superior en Ecuador, causas y consecuencias. Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, 8(3), 11475-11490. DOI: https:/​/​doi.​org/​10.​37811/​cl_​rcm.​v8i3.​12472

Barahona-Anguisaca, D. M., Vega-Calvas, P. A., Moyota-Paguay, A. R., & Porras-Ramírez, L. I. (2024). Análisis de modelos estadísticos para predecir el éxito académico en estudiantes universitarios. MQRInvestigar, 8(2), 2951-2969. DOI: https:/​/​doi.​org/​10.​56048/​MQR20225.​8.​2.​2024.​2951-​2969

Buenaño, E., Beletanga, M. J., y Mancheno, M. (2024). ¿Qué factores son relevantes para entender el abandono? Análisis en una universidad cofinanciada en Ecuador e implicaciones políticas, utilizando modelos de supervivencia de Cox. J. Latinos Educ. 23, 1400–1415. DOI: 10.1080/15348431.2023.2271570

Camargo García, A. (2020). Modelo para la predicción de la deserción de estudiantes de pregrado, basado en técnicas de minería de datos. [Tesis doctoral, Corporación Universidad de la Costa]. https:/​/​hdl.​handle.​net/​11323/​7077

Cajigal-Molina, E., Arias-Gómez, L., & Farfan-Heredia, E. R. (2022). Resiliencia y deserción escolar. Un estudio para plantear estrategias desde la tutoría en la educación superior. CPU-e, Revista de Investigación Educativa, (34). DOI: https:/​/​doi.​org/​10.​25009/​cpue.​v0i34.​2794

Castrillón, Omar D., Sarache, William, & Ruiz-Herrera, Santiago. (2020). Prediction of academic performance using artificial intelligence techniques. Formación universitaria, 13(1), 93-102. https:/​/​dx.​doi.​org/​10.​4067/​S0718-​50062020000100093

Castro Guerra, M. F. (2023). Factores que influyen en la deserción estudiantil en Instituciones de Educación Superior en Latinoamérica durante los años 2017 a 2022: una revisión de literatura. URI: https:/​/​hdl.​handle.​net/​20.​500.​12494/​52813

Cedillo Arce, J. M., Beltrán Abreo, H. M., Saltos Arce, M. I., & Soriano Barzola, F. R. (2024). Explorando la minería de datos en la gestión educativa superior: desafíos y oportunidades en la era digital. REINCISOL, 3 (5), 1367-1385. DOI: https:/​/​doi.​org/​10.​59282/​reincisol.​V3(5)1367-​1385

Conde Vélez, S., García Rodríguez, M. d. P., & Toscano Cruz, M. d. l. O. (2023). Riesgo de abandono escolar: ¿Cómo influyen las características sociofamiliares percibidas por los estudiantes sobre sus actitudes y comportamiento en el aula? Educación XX1, 26 (2), 267-298. https:/​/​doi.​org/​10.​5944/​educxx1.​33279

Cornejo Sifuentes, M. S. G., Vega Pérez, L. G., Naranjo Cantabrana, M. G., Osuúa Acosta, Ávila Santana, F. A., & Sotomayor Fierro, M. de la A. (2023). Modelo predictivo de la deserción escolar en educación superior: una aproximación desde la minería de datos utilizando la metodología CRISP-DM. Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, 7 (5), 7797-7812. DOI: https:/​/​doi.​org/​10.​37811/​cl_​rcm.​v7i5.​8363

De Gracia Vega, J. Y., & Vega de Martínez, I. (2024). Factores que contribuyen a la deserción de los estudiantes que cursan la licenciatura en educación primaria, del anexo Cerro Puerco, Comarca Ngäbe Buglé, 2022. Revista Colegiada de Ciencia. DOI: https:/​/​doi.​org/​10.​48204/​j.​colegiada.​v6n1.​a5875

Delgado Saeteros, Z. (2024). Análisis de la deserción estudiantil y estrategias para incrementar la retención en instituciones de educación superior. Revista de Investigación, Formación y Desarrollo: Generando Productividad Institucional, 12 (1), 88-95. DOI: https:/​/​doi.​org/​10.​34070/​rif.​v12.​i1.​WVVF7996

Duque Granados R., Araujo Vilchez I., Cadena-Palacios C., Fuertes Cualchi B., Importancia de la orientación profesional previa al acceso a la enseñanza superior. (2024). Revista Científica UISRAEL, 11(1), 13-30. https:/​/​doi.​org/​10.​35290/​rcui.​v11n1.​2023.​1058

Escalante López, J. I., Medina Valderrama, C. J., & Vásquez Muñoz, A. (2023). La deserción universitaria: un problema no resuelto en el Perú. HACEDOR-AIAPAEC DOI: https:/​/​doi.​org/​10.​26495/​rch.​v7i1.​2421

Fonseca-Grandón, G. R., Gabalán-Coello, J., & Vásquez-Rizo, F. E. (2022). Tipologías de estudiantes que permanecen y abandonan la Universidad: aproximación comprensiva desde el currículum y el proyecto de vida. Revista Virtual Universidad Católica del Norte, (65), 5-30. https:/​/​www.​doi.​org/​10.​35575/​rvucn.​n65a2

Guadalupe Mori, V. H. (2025). Modelo predictivo basado en machine Learning para la reducción de la deserción estudiantil en las universidades privadas del Perú: caso Universidad Privada San Juan Bautista. URI: https:/​/​hdl.​handle.​net/​20.​500.​13084/​10839

Gutiérrez, R. C., Nuñez, H. P. R., & López, E. L. (2024). Reflexiones teóricas del fenómeno de la deserción académica en la educación superior. Revie-Revista de Investigación y Evaluación Educativa, 11(2), 88-109. https:/​/​doi.​org/​10.​47554/​revie.​vol11.​num2.​2024.​pp88-​109

Herreño-Munera, Martha Liliana, Romero-Tenorio, José Manuel, Mejía-Ríos, Jennifer, & Román-Santana, Wanda Marina. (2024). Deserción estudiantil en educación superior. Tendencias y oportunidades en la era post pandemia. Revista Arbitrada Interdisciplinaria Koinonía, 9(18), 156-177. Epub 15 de noviembre de 2024.https:/​/​doi.​org/​10.​35381/​r.​k.​v9i18.​4201, https:/​/​ve.​scielo.​org/​scielo.​php?​pid=​S1315-​99842023000401560&​script=​sci_​arttext

Instituto Nacional de Estadística y Censos del Ecuador (INEC). (2024). Encuesta Nacional de Empleo, Desempleo y Subempleo. https:/​/​www.​ecuadorencifras.​gob.​ec

Jarrín, G., & Moreta-Herrera, R. (2024). Estrés, Dificultades de Regulación Emocional y Adaptación Escolar en adolescentes aspirantes a la educación superior en Ecuador. ReHuSo: Revista de Ciencias Humanísticas y Sociales. DOI: https:/​/​doi.​org/​10.​33936/​rehuso.​v9i1.​5772

Katt Morales, L. A., Xicot´encatl-Ramírez, G., & Ibarra-Corona, M. A. (2024). Factores que influyen en el abandono escolar en la Universidad Tecnológica del Sur- este de Veracruz, México. Transdigital, 5 (10), e347. https:/​/​doi.​org/​10.​56162/​transdigital347

Loaiza Maldonado, D. J., García Neira, I. A., Romero Ambi, J. P., Diaz Triviño, M. d. L., & Ronquillo Cabezas, P. S. (2023). Identificación de los factores de la deserción académica en el sistema educativo del Ecuador. Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, 7 (2), 11121-11136. https:/​/​doi.​org/​10.​37811/​cl_​rcm.​v7i2.​6190

López Acosta, J. (2023). Deserción universitaria y su relación con las afectaciones psicológicas. Universidad Cooperativa de Colombia, Facultad de Ciencias Sociales, Psicología, Bogotá. Disponible en: https:/​/​hdl.​handle.​net/​20.​500.​12494/​53283

Mazurett González, M. (2025). Modelos predictivos de deserción estudiantil incorporando variables de salud mental en la Universidad de Chile para elaborar estrategias de intervención temprana. Disponible en https:/​/​repositorio.​uchile.​cl/​handle/​2250/​205220

Melo Aguilar, M. J. (2024). Modelo predictivo de los factores de deserción escolar de las instituciones educativas en bachillerato en el Ecuador de los años 2012–2021. https:/​/​repositorio.​puce.​edu.​ec/​handle/​123456789/​45106

Ministerio de Educación Nacional. (2022). Estrategias para promover la permanencia en educación superior. https:/​/​www.​mineducacion.​gov.​co/​portal/​

Moreta-Herrera, R., Zambrano-Estrella, J., Sánchez-Vélez, H., & Naranjo-Vaca, S. (2021). Salud mental en universitarios del Ecuador: síntomas relevantes, diferencias por género y prevalencia de casos. Pensamiento Psicológico, 19(1). https:/​/​doi.​org/​10.​11144/​Javerianacali.​PPSI19.​smue

Muñoz, R., & Cedeño, T. (2024). Soledad no deseada en universitarios ecuatorianos: causas y consecuencias. Dialoguemos. https:/​/​dialoguemos.​ec/​2024/​10/​la-​salud-​mental-​en-​la-​universidad-​la-​soledad-​no-​deseada-​despunta-​entre-​los-​estudiantes

Muñoz, F. M. A. M. (2024). Evaluación de modelo predictivo del abandono universitario basado en clusteres de comportamiento de los/as estudiantes de primer año de ingeniería UDEC (Doctoral dissertation, Universidad de Concepción). https:/​/​repositorio.​udec.​cl/​server/​api/​core/​bitstreams/​cfea2a6b-​ff78-​4222-​98da-​615abadc3a34/​content

Noriega, E. A., Becerra-Sánchez, A., Zepeda-Valles, G., & González-Arroyo, R. U. (2024). Minería de datos para la predicción del rendimiento académico de estudiantes universitarios. Memorias del Congreso Internacional de Mecatrónica, Control e Inteligencia Artificial (Vol. 3). Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán. https:/​/​virtual.​cuautitlan.​unam.​mx/​intar/​memoriascimcia/​wp-​content/​uploads/​sites/​20/​2025/​09/​24-​Mineria-​de-​datos-​1.​pdf

Núñez-Naranjo, A. F. (2024). Analysis of the determinant factors in university dropout: a case study of Ecuador. Frontiers in Education, 9, 1444534. DOI: https:/​/​doi.​org/​10.​3389/​feduc.​2024.​1444534

Orellana-Correa, G. A., Ayala Macias, J. G., & Vega Granda, A. D. C. (2024). Factores socioeconómicos que inciden en la deserción universitaria, en la carrera de Economía, Universidad Técnica de Machala, Facultad de Ciencias Empresariales. LATAM Revista Latinoamericana De Ciencias Sociales Y Humanidades, 5 (4), 2788-2801. https:/​/​doi.​org/​10.​56712/​latam.​v5i4.​2455

Osorio-González, J. C. (2024). Comparación de modelos estadísticos y de aprendizaje automático para la predicción y prevención de la deserción estudiantil en los programas de pregrado de la Universidad EAFIT. URI: https:/​/​hdl.​handle.​net/​10784/​34646

Patiño Hernández, L., Reina Quintero, A. M., Sawicki, S., Frantz, R. Z., & Roos-Frantz, F. (2024). Predicción de desempeño académico basado en análisis de datos usando técnicas de clasificación: un estudio con datos de una universidad pública de Ecuador. Revista Novas Tecnologías na Educa¸c˜ao, 22 (1), 497-507. http:/​/​gca.​unijui.​edu.​br/​publication/​ae0e08163d22befd4635f47bef1b6e3f.​pdf

Parra-Sánchez, J. S., Torres, I. D., & Martínez, C. Y. (2023). Factores explicativos de la deserción universitaria abordados mediante inteligencia artificial. Revista Electrónica de Investigación Educativa, 25 (e18), 1-17. DOI: https:/​/​doi.​org/​10.​24320/​redie.​2023.​25.​e18.​4455

Parraga-Menchaca , D. (2024). Modelos Predictivos de Rendimiento Académico Universitario Mediante Aprendizaje Automático. Revista Científica De Salud Y Desarrollo Humano , 5(2), 974–991. DOI: https:/​/​doi.​org/​10.​61368/​r.​s.​d.​h.​v5i2.​204

Passeggia, R., Testa, I., Esposito, G. et al. Examining the Relation Between First-year University Students’ Intention to Drop-out and Academic Engagement: The Role of Motivation, Subjective Well-being and Retrospective Judgements of School Experience. Innov High Educ 48, 837–859 (2023). https:/​/​doi.​org/​10.​1007/​s10755-​023-​09674-​5

Peet Moraga, T. (2025). Análisis de patrones de comportamiento estudiantil en aprendizaje en línea para la caracterización de cursos. Disponible en https:/​/​repositorio.​uchile.​cl/​handle/​2250/​205209

Quincho Apumayta, R., Carrillo Cayllahua, J., Ccencho Pari, A., Inga Choque, V., Cárdenas Valverde, J. C., & Huamán Ataypoma, D. (2024). University Dropout: A Systematic Review of the Main Determinant Factors (2020-2024). F1000Research, 13, 942. https:/​/​doi.​org/​10.​12688/​f1000research.​154263.​2

Rabelo, A. M., & Zárate, L. E. (2024). A model for predicting dropout of higher education students. Data Science and Management, 8(1), 72-85. DOI: https:/​/​doi.​org/​10.​1016/​j.​dsm.​2024.​07.​001

Rebelo Marcolino, M., Reis Porto, T., Thompsen Primo, T. et al. Student dropout prediction through machine learning optimization: insights from moodle log data. Sci Rep 15, 9840 (2025). https:/​/​doi.​org/​10.​1038/​s41598-​025-​93918-​1

Luna-Rizo, M., Daza Ramírez, M. T., Lozoya Arandia, J., Rocha Cortés, A. G., Madrigal Maldonado, R., Ramos Sandoval, B. M., Cortés Espinosa, L. A., González García, A., Arámburo Lizárraga, J., García Chávez, J. R., Cisneros Guevara, M. A., Ramírez Torres, M. A., Beltrán Ramírez, J. R., Arce Álvarez, M. de J., Rodríguez González, D., López Victorino, J. M., Llanes Cañedo, C., Maciel Arellano, M. del R., González Pérez, B. L., ... Aréchiga Cabrera, V. D. (2024). Tendencias de la inteligencia artificial en educación (1.ª ed.). Editorial Universidad de Guadalajara. https:/​/​mta.​udg.​mx/​sites/​default/​files/​adjuntos/​tendencias_​de_​la_​inteligencia_​artificial.​pdf

Rojeab-Bravo, D., Salazar, L., & Ortega, V. (2024). Empleabilidad y deserción en estudiantes de educación superior técnica del Ecuador. Revista Técnica de Innovación y Desarrollo, 15 (1), 18-34. https:/​/​doi.​org/​10.​5281/​zenodo.​10632177

Salcedo-Escarria, A. (2020). Deserción universitaria en Colombia. Academia y Virtualidad, 3 (1), 50-60. https:/​/​revistas.​unal.​edu.​co/​index.​php/​ayv/​article/​view/​87253

Salinas, M. L. G. (2023). Crisis económica post pandemia: cómo afecta en el acceso a la educación superior en el Paraguay. Caso: universidades públicas de Ayolas. Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, 7 (4), 6496-6506.

Terrazas, A., Velázquez-Castro, J., & Testón-Franco, N. (2022). El estrés académico y afectaciones emocionales en estudiantes de nivel superior. Revista Innova Educación, 4 (2), 132-146.

Ujkani, Minkovska, Stoyanova, "Application of Logistic Regression Technique for Predicting Student Dropout," 2022 XXXI International Scientific Conference Electronics (ET), Sozopol, Bulgaria, 2022, pp. 1-4, doi: 10.1109/ET55967.2022.9920280.

Urbina-Nájera, A. B., Camino-Hampshire, J. C., & Cruz Barbosa, R. (2020). Deserción escolar universitaria: Patrones para prevenirla aplicando minería de datos educativa. RELIEVE - Revista Electrónica De Investigación Y Evaluación Educativa, 26(1). https:/​/​doi.​org/​10.​7203/​relieve.​26.​1.​16061

Vélez, L. M. C., Chávez, J. C. G., Berruz, M. I. S., Vite, Y. W. P., & Ruiz, M. D. P. B. (2025). Factores externos que influyen en la deserción universitaria en el Ecuador. Revista Latinoamericana de Calidad Educativa, 2 (1), 299-308.

Vélez, L. M. C., Espinoza, J., & Pacheco, G. (2025). Factores socioeconómicos y deserción universitaria: un análisis desde la realidad ecuatoriana. Revista Académica de Ciencias Sociales, 20 (1), 75-93. https:/​/​doi.​org/​10.​5281/​zenodo.​10632195

Vidal Chica, J. I. (2023). Factores motivacionales, emocionales y socioeconómicos asociados al rendimiento académico y abandono en la Educación Superior: Estudio en dos Universidades del Ecuador. URL: https:/​/​rua.​ua.​es/​bitstreams/​e8270337-​2e29-​4a82-​8da4-​7fd3b9177dd2/​download

Villegas Rafael, C., & Núñez Lira, D. (2024). Estrategias institucionales para prevenir la deserción en universidades ecuatorianas. Revista de Educación Superior, 12 (1), 40-60. https:/​/​doi.​org/​10.​5281/​zenodo.​10632192

Portada Artículo 6

Published

2026-07-22

Issue

Section

Visión Empresarial_completa

How to Cite

Data mining for predicting university student dropout: Literature review and experimentation. (2026). Business Vision, 16(2), 132-167. https://doi.org/10.32645/13906852.1467

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