计算思维与程序设计（科技教师能力提升丛书）

编辑推荐

本书注重理论与实践相结合，有效传授思想和方法，读者能够由此举一反三提升计算思维与程序设计科学教学。

内容简介

　　《计算思维与程序设计（科技教师能力提升丛书）》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。该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。
　　《计算思维与程序设计（科技教师能力提升丛书）》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。

前言序言

　　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。
　　本书由李瑶、朱丽君、张飞主编，洪亮、彭瑞文主审，全书由李瑶统稿。参与编写的人员还有王志成、王广彦、曹盛宏、查思雨、张征。
　　本书编写力求做到由浅人深、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。

目录

第1章 计算思维概述
1．1 计算思维的概念
1．1．1 用计算而思维
1．1．2 关于计算思维的两个简单示例
1．1．3 对计算思维的一些常见误解
1．2 计算思维的培养过程
1．2．1 部分国家的计算思维教育
1．2．2 计算思维的操作性定义
1．2．3 K-12计算机科学框架
1．2．4计算思维能力标准
1．2．5 课例：找回密码
1．3 中小学计算思维教育框架
1．4 深化对计算思维的理解
1．4．1 强调学科融合
1．4．2 □革教学方法
1．4．3 课例：食物链与图形化编程

第2章 程序设计初识
2．1 算法与应用
2．1．1 算法的概念
2．1．2 算法的表示
2．1．3 常见的几种算法
2．2 程序与程序设计语言
2．2．1 程序
2．2．2 程序设计语言的发展
2．2．3 程序设计语言分类
2．3 学习难度逐步降低的程序设计技术
2．3．1  面向特定行业的专用编程工具
2．3．2 功能日益强大的库函数
2．3．3 常见的青少年编程工具与平台
2．3．4 逐步渗透于青少年教育的编程思维

第3章 课程设计与实践
3．1 项目式课程设计
3．1．1 如何进行项目设置
3．1．2 项目式课程的关键要素
3．2 以问题为驱动的课程设计
3．2．1  课程设计策略与冲突
3．2．2 设计冲突的解决策略
3．2．3  单节课程设计案例
3．3 学科交叉课程的设计
3．3．1 猜价格
3．3．2 龟兔赛跑
3．3．3 班级成绩统计
3．3．4 老鼠试药
3．3．5 书生分卷
3．3．6 百僧分馍
3．4 课程设计方案及参考案例
3．4．1  课程设计方案的构成
3．4．2“暴力破解质数”课程设计方案
3．4．3 “视觉暂留笼中鸟”课程设计方案
3．4．4 “真□□□□”课程设计方案
3．4．5 “根据图画猜古诗”课程设计方案

第4章 综合实践教学案例分析
4．1 Cups课程设计方案
4．1．1 课程准备
4．1．2 教学过程
4．1．3 案例分析
4．2 Gogobot课程设计方案
4．2．1 课程准备
4．2．2 教学过程
4．2．3 案例分析
4．3 全能创作人课程设计方案
4．3．1 课程准备
4．3．2 教学过程
4．3．3 课程指导
4．3．4 案例分析
参考文献

作者简介

李璠，□，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。

精彩书评

　　★科学教育是创新型人才培养与科技创新的基础。科技教师是青少年弘扬科学精神、学会科学思维、掌握科学方法的启蒙人。科技教师的能力提升有益于助力科学教育的发展。“科技教师能力提升丛书”通过科学教育案例分享，有益于促进科技教师的经验交流。
　　——吴岳良 中国科学院院士
　　
　　★“科技教师能力提升丛书”指引教师关注科技前沿，探究科学思想，注重科教实践，不但可以拓宽教师自身的知识面，也能指导教师如何代领学生爱科学、学科学、用科学，为我国科技强国培育更多的科学栋梁。
　　——匡廷云 中国科学院院士
　　
　　★实现我国现代化建设目标，离不开强大科技。科技强则国家强。教师是教育大计的根本，“科技教师能力提升丛书”帮助科技教师提升教学能力，培养更多科技创新人才。
　　——金涌 中国工程院院士
　　
　　★科技教师肩负着培养国家科技创新人才的重任，“科技教师能力提升丛书”聚焦科学教育领域课程、教学、教师素养等核心内容，可帮助科技教师成长，促进创新型国家建设。
　　——黎乐民 中国科学院院士
　　
　　★“科技教师能力提升丛书”对加强教师队伍建设具有积极意义。教师要掌握科学认识论，要把科学认识论教给学生：教师要掌握学科的全过程，要把学科的全过程教给学生。
　　——赵振业 中国工程院院士
　　
　　★科技创新是增强国家竞争力的关键，青少年是科技创新的生力军。“科技教师能力提升丛书”为建设高素质科技教师队伍提供了全面的可借鉴案例，对提升青少年科技创新能力具有重要意义，具有很好的推广价值。
　　——张锁江 中国科学院院士