本书以设计思维方法为核心，详细介绍基于计算思维开展科技创新实践的过程，具有很强的系统性和可操作性。本书兼顾计算思维与程序设计的基础知识，介绍计算思维培养过程、算法、计算机编程等基本概念，通过基于问题驱动的教学案例，讲述如何应用计算思维解决实际问题，并通过使用程序设计出解决方案。本书旨在帮助读者初步具备运用计算思维解决实际问题以及提高在中小学开展计算思维教学培训的能力，为培养学生计算思维核心素养奠定基础。 本书可作为中小学校、校外培训机构、科技馆所等科技教师和科技辅导员的培训用书，也可作为教师提升科学素养，提高专业能力，开展教学活动的参考用书。

李璠，男，博士，清华大学助理研究员。主要从事工业工程领域的研究和教学工作，以第一作者在国内外主要的学术期刊和国际会议上发表论文近20篇，并有多篇论文被EI和ISTP收录。近年来先后参与国家虚拟仿真实验教学项目、科技部国家重点研发计划项目等科研课题多项。

前　言 人类社会已经迈入了互联网时代，计算机和互联网已经与人们的 日常生活、工作和学习息息相关，成为不可或缺的重要工具。计算机 教育应面向社会，与时代同行。计算思维作为人类认识世界和改造世 界的科学思维之一，应该与读、写、算能力一样成为每个人的基本能 力。程序设计作为互联网、人工智能等各种高新技术的基础和核心，也 是每个人应该了解和掌握的基本技能。我国《普通高中信息技术课程 标准（2017 年版）》已正式将计算思维列为信息技术学科的核心素养 之一。 本书内容共分为4 章：第1 章是计算思维概述；第2 章是程序设 计初识；第3 章是课程设计与实践；第4 章是综合实践教学案例分析。 其中，第1 章和第2 章重点对计算思维与程序设计相关的基础知识进 行了全面的介绍，属于科普性质的内容，讲解结合实例，力求简洁易 懂。第3 章和第4 章属于案例介绍与分析，结合实际应用场景和实践 活动案例，介绍计算思维和程序设计在解决实际问题和科普教育中的 应用。 本书由李璠、朱丽君、张飞主编，洪亮、彭瑞文主审，全书由李璠 统稿。参与编写的人员还有王志成、王广彦、曹盛宏、查思雨、张征。 VIII 计算思维与程序设计 本书编写力求做到由浅入深、层次分明、概念清晰，在选取案例时追求生动、通 俗易懂，同时涉及的知识点尽量全面、实用且新颖。 由于编者水平有限，书中若有疏漏之处，敬请广大读者批评、指正。 本书编委会 2020 年12 月 本书勘误及 教学资源更新