今后20年有兩個大趨勢：中國將進(jìn)入信息社會，并躋身創(chuàng)新型國家前列；因此，培養(yǎng)中小學(xué)生成為信息社會的創(chuàng)新人才，培養(yǎng)中小學(xué)生的計算思維，是社會的剛需。所謂計算思維，其核心是碰到問題如何觀察、如何嘗試，然后如何根據(jù)觀察到的規(guī)律設(shè)計計算機(jī)程序求解問題。本書從計算思維這條主線出發(fā)，講解計算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念和知識體系，厘清計算機(jī)科學(xué)的起源和發(fā)展趨勢，闡述計算技術(shù)的基礎(chǔ)原理和系統(tǒng)構(gòu)建，以促進(jìn)中小學(xué)生建立起完整的“計算機(jī)世界觀”。本書從邏輯、算法和系統(tǒng)三個角度組織全文，具體包括：邏輯方面，以圖靈機(jī)模型為起點，以直觀的教具為輔助，以動手操作和制作為手段，引導(dǎo)同學(xué)們從符號變化的角度認(rèn)識計算過程；算法方面，以著名的計算問題為牽引，以實際動手編程為手段，引導(dǎo)同學(xué)們提升“形式化實際問題、觀察問題、設(shè)計算法求解問題”的能力；系統(tǒng)方面，以曾經(jīng)領(lǐng)先世界的經(jīng)典計算機(jī)為案例，介紹背后的基本原理，引導(dǎo)孩子們從底層理解搭建現(xiàn)代計算機(jī)這種“摩天大樓”的磚塊是如何設(shè)計實現(xiàn)的；以系統(tǒng)性項目實踐為牽引，引導(dǎo)同學(xué)們理論結(jié)合實踐，用簡單的元器件和程序來建造能夠解決實際問題的計算機(jī)系統(tǒng)。在學(xué)習(xí)方法上，本書強(qiáng)調(diào)“閱讀實例、親手實驗、研究實踐”的“三實”學(xué)習(xí)方法，以期動手促進(jìn)動腦，手腦并重，促進(jìn)同學(xué)們掌握扎實的計算思維。