La educación no universitaria presenta en todos los países desarrollados como desafío prioritario la reducción del fracaso escolar y la mejora del rendimiento de sus alumnos. En este trabajo se utilizan dos técnicas de análisis estadístico, los árboles de decisión y la función distancia, para medir el efecto de las variables familiares y escolares sobre el resultado académico. Para ello se han utilizado los resultados en matemáticas y lectura de los alumnos españoles evaluados en el Proyecto PISA (Programme for International Student Assessment) de la OCDE. Los modelos estadísticos utilizados también muestran cómo es posible identificar a los alumnos de "alto riesgo de fracaso escolar" con el objetivo de llevar a cabo políticas públicas de ayuda sobre este colectivo y sus familias. Además, el trabajo concluye con diez propuestas de política de mejora educativa a través de la familia. En definitiva, esta investigación pretende aportar un marco de análisis continuo que sirva de apoyo en la toma de decisiones de reforma educativa. Este trabajo ha recibido el II Premio Joven de Investigación de la Familia 2004 promovido por la Fundación Acción Familiar.