The impact of puzzle based algorithm learning on problem solving skill of learners

퍼즐 기반 알고리즘 학습이 학습자의 문제 해결력에 미치는 영향

  • Received : 2015.05.26
  • Accepted : 2015.07.27
  • Published : 2015.07.29

Abstract

Problem solving is essential skill for all students in the $21^{st}$ century. In particular, as the computing system ensures the effectiveness of problem solving in the various disciplines and real life, interest in learning algorithms to design a problem solving process is increasing. In order to improve problem solving skill, students should not only understand algorithm design skills but also apply appropriate skills to solve faced problem. In terms of these the puzzle can be considered a preferred learning tools to improve problem solving skill. Therefore, in this study we designed puzzled based algorithm learning and analyzed the impact of puzzle based algorithm learning on problem solving skills of leaners. As the results of research, we confirmed that the puzzled based algorithm learning took positive effect on enhancing problem solving skills of the learners.

문제해결력은 21세기 학습자라면 누구나 갖추어야 할 핵심 역량이다. 특히 컴퓨팅 시스템이 실생활과 다양한 학문 분야의 문제 해결에 효율성을 보장하기 시작하면서 컴퓨터 과학의 개념과 원리를 바탕으로 문제 해결 과정을 설계하는 알고리즘 학습에 대한 관심이 증가하고 있다. 문제해결력 향상을 위해서는 알고리즘 설계 기법을 이해해야 하는 것 뿐 아니라 직면한 문제 해결에 적합한 알고리즘 설계 기법을 찾아 적용할 수 있어야 한다. 이러한 점에서 퍼즐은 문제해결력 향상에 매우 적합한 학습 도구라 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 퍼즐 기반 알고리즘 학습을 설계하고 적용함으로써 학습자의 문제해결력 향상에 미치는 영향을 분석하였다. 연구 결과, 퍼즐 기반 알고리즘 학습은 학습자의 문제해결력 향상에 긍정적인 영향을 미친 것을 확인하였다. 이러한 결과는 퍼즐 기반 알고리즘 학습이 학습자로 하여금 알고리즘 설계 기법 이해 뿐 아니라 퍼즐 해결에 적합한 알고리즘 설계 기법을 적용하는 경험을 제공함으로써 학습자의 문제해결력을 향상시킨 것으로 해석할 수 있다.

Keywords

References

  1. 서영민․이영준 (2010). 초등정보영재의 창의성 신장을 위한 교과 통합 로봇 프로그래밍 수업 모형. 컴퓨터교육학회논문지, 13(1), 19-26.
  2. 전현석․김길모․김성식 (2012). 언플러그드 알고리즘 학습이 영재 학생의 학업성취도에 미치는 영향. 교원교육, 28(1), 111-127.
  3. Barab, S. A., MaKister, J., & Scheckler, R. (2003). Designing system dualities: Characterizing a web-supported teacher professional development community. Information Society, 19(3), 237-256. https://doi.org/10.1080/01972240309466
  4. Peter Winkler (2010). Mathematical Puzzles: A Connoisseur's Collection. Massachusetts: A.K. Peters.
  5. Michalewicz, Z. & Michalewicz, M. (2010). Puzzle-based learning: An introduction to critical thinking, mathematics, and problem solving. Melbourne: Hybrid Publishers.
  6. 최정원 (2015). 정보 영재의 컴퓨팅 사고력 향상을 위한 퍼즐 기반 알고리즘 학습 모형. 박사학위 논문, 한국교원대학교.
  7. 최정원․이은경․이영준 (2013). 초등정보영재 교육을 위한 퍼즐 기반 학습 가능성 탐색. 한국컴퓨터교육학회 논문지, 16(5), 9-16.
  8. 이은경․최정원․이영준 (2014). 퍼즐 기반 학습에서 초등정보영재의 컴퓨팅적 문제 해결 접근법 분석. 한국컴퓨터정보학회논문지, 19(1), 191-201. https://doi.org/10.9708/jksci.2014.19.1.191
  9. 최정원․이영준 (2015). 초등 정보 영재의 알고리즘 학습을 위한 퍼즐의 교육적 활용. 한국컴퓨터정보학회논문지, 20(5), 151-159. https://doi.org/10.9708/JKSCI.2015.20.5.151
  10. Hepper, P. P., & Petersen, C. H. (1982). The development and implications of a personal problem-solving inventory. Journal of Counseling Psychology, 29(1), 66-75. https://doi.org/10.1037/0022-0167.29.1.66
  11. Blanchard-Fields, F. (2007). Everyday Problem Solving and Emotion: An Adult Developmental Perspective. Current Directions in Psychological Science, 16(1), 26-61. https://doi.org/10.1111/j.1467-8721.2007.00469.x
  12. Chamberlin, S. A., & Powers, R. A. (2012). Assessing affect after mathematical problem solving tasks: Validating the Chamberlin Affective Instrument for Mathematical Problem Solving. Gifted Education International, 29(1), 69-85. https://doi.org/10.1177/0261429412440652
  13. Kazdin, A. E., Siegel, T. C., & Bass, D. (1992). Cognitive problem-solving skills training and parent management training in the treatment of antisocial behavior in children. Journal of consulting and clinical psychology, 60(5), 733-747. https://doi.org/10.1037/0022-006X.60.5.733
  14. Borkowski, J. G., Estrada, M. T., Milstead, M., & Hale, C. A. (1989). General problem-solving skills: Relations between metacognition and strategic processing. Learning Disability Quarterly, 12(1), 57-70. https://doi.org/10.2307/1510252
  15. Woods, D. R., Hrymak, A. N., Marshall, R. R., Wood, P. E., Crowe, C. M., Hoffman, T. W., Wright, J. D., Taylor, P. A., Woodhouse, K. A., & Bouchard, C. G. K. (1997). Journal for Engineering Education, 86(2), 75-91. https://doi.org/10.1002/j.2168-9830.1997.tb00270.x
  16. LEE, J. S. (1978). The effects of process behaviors on problem solving performance on various tests. Doctoral dissertation. University of Chicago.
  17. 문병로 (2010). 쉽게 배우는 알고리즘: 관계 중심의 사고법. 서울: 한빛미디어.
  18. 조환규 (2001). 국제정보올림피아드(IOI 2001) 참관기. 정보과학회지, 19(11), 43-46.
  19. 장직현 (2007). 정보올림피아드와 정보과학 교육. 정보과학회지, 25(7), 61-66.
  20. Falkner, N., Sooriamurthi, R., & Michalewicz, Z. (2010). Puzzle-based learning for engineering and computer science. IEEE Computer, 43(4), 20-28.
  21. Merrick, K. E. (2010). An empirical evaluation of puzzle-based learning as an interest approach for teaching introductory computer science. Education, IEEE Transactions on, 53(4), 677-680.
  22. 문교식 (2008). 초등 정보영재의 창의성 개발을 위한 컴퓨터 알고리즘 교육에 대한 연구. 대구교육대학교 초등교육연구논총, 24(1), 187-202.
  23. Heppner, P. P (1988). The problem solving inventory(PSI): Manual. Consulting Psychologists Press. USA: CA(Palo Alto).
  24. Heppner, P. P., & Hillerbrand, E. T. (1991). Problem-solving training: Implications for remedial and preventive training. In C. R. Snyder & D. R. Forsyth (Eds.), Handbook of social and clinical psychology (pp. 681-698). New York: Pergamon Press.