Effect of Learning a Divide-and-conquer Algorithm on Creative Problem Solving

분할 정복 알고리즘 학습이 창의적 문제 해결에 미치는 효과

In secondary education, learning a computer science subject has the purpose to improve creative problem solving ability of students by learning computational thinking and principles. In particular, learning algorithm has been emphasized for this purpose. There are studies that learning algorithm has the effect of creative problem solving based on the leading studies that learning algorithm has the effect of problem solving. However, relatively the importance of the learning algorithm can weaken, because these studies depend on creative problem solving model or special contents for creativity. So this study proves that learning algorithm has the effect of creative problem solving in the view that common problem solving and creative problem solving have the same process. For this, analogical reasoning was selected among common thinking skills and divide-and-conquer algorithm was selected among abstractive principles for analogical reasoning in sorting algorithm. The frequency which solves the search problem by using the binary search algorithm was higher than the control group learning only sequence of sorting algorithm about the experimental group learning divide-and-conquer algorithm. This result means that learning algorithm including abstractive principle like divide-and-conquer has the effect of creative problem solving by analogical reasoning.

정보 교과는 정보과학적 사고와 원리를 통해 창의적 문제해결력 함양을 교육목표로 하며, 문제 해결 방법과 절차 단원을 통하여 알고리즘 학습을 강조한다. 알고리즘 학습이 문제해결력 향상에 효과가 있다는 선행연구들을 바탕으로 창의적 문제해결력 향상에도 효과를 입증하는 연구들이 이루어지고 있다. 그러나 이러한 연구들이 알고리즘 내용보다는 CPS와 같은 교수학습 모형이나 콘텐츠에 의존하고 있기 때문에 알고리즘 학습의 중요성이 상대적으로 약해질 수 있다. 본 연구는 일반적인 문제해결과정과 창의적 문제해결과정이 동일하다는 관점에서 알고리즘 학습이 창의적 문제해결력 향상에 효과가 있음을 검증한다. 이를 위하여 일반적인 사고 가운데 창의적인 사고로 간주되는 유추 추론(analogical reasoning)에 대하여 살펴보고, 유추 추론에 필요한 바탕 지식으로 분할 정복 알고리즘을 선택하였다. 퀵 정렬 알고리즘 학습 실험 결과, 분할 정복 알고리즘의 원리 학습한 실험집단과 알고리즘의 절차만 학습한 통제집단이 퀵 정렬 문제를 해결하는 비율에는 차이가 없었으나, 탐색 문제에서는 실험집단이 통제집단 보다 이진 탐색을 사용하는 비율이 더 높았다. 이는 분할 정복과 같은 추상적인 원리를 포함하는 알고리즘 학습이 새로운 영역의 문제를 해결하는 유추 추론에 효과가 있으며, 이는 창의적 문제해결력 향상으로 이어질 수 있음을 의미한다.