序二

在计算思维教育的道路上前行

欢迎来到计算思维的世界！我很高兴能为李伟老师的图书撰写这篇序言，因为它和计算思维培养相关，而这正是我七年多来每天都在实践的主题。

当你听到计算思维时，是否会立刻联想到数学或做算术题呢？实际上，计算最初就是指算术，而且始终伴随着人类的生活。考古学家挖掘出的美索不达美亚地区公元前2500年的石刻，使用十进制或六十进制进行记账，这就是有力的证明。或许是出于对重复性工作的懒惰和对自动化计算的追求，在计算的发展史中，人类一直在提升计算能力的道路上前行。计算工具数不胜数，如算盘、自动加法器、差分机、计算尺、手持电子计算器等，如今的数字计算机更是自动化计算工具的集大成者，其应用遍布生活的每一个角落：电子表格帮助我们快速有序地规整信息，自动感应门帮助我们无触摸开门，扫码和人脸识别支付的方式代替纸币支付，地图类APP帮助我们计算并推荐目的地路径，指纹解锁软件相对安全又快捷。各种计算形式极大地丰富了人们的生活，但是科技的落地速度却和我们对科技的理解速度并不一致，这就需要我们具备基本的计算思维和能力。

在我国《普通高中信息技术课程标准（2017版2020年修订）》中，计算思维被定义为个体在运用计算机科学领域的思想方法形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。因此，想要深入理解计算思维，培养解决计算问题的能力或把其他领域问题转换成计算领域问题的能力，学习计算机科学领域的思想方法就是必经之路。站在程序员的视角，这个问题并不复杂：只要让学习者接触编程语言就可以了。但是站在教育者的视角，这个问题却非常复杂：传递知识需要考虑青少年的认知，那些抽象的代码符号对孩子来说太抽象了。

知识的构建不一定非要采取它最原始的形式才能吸收到头脑中。实践中，教育者们想出了各种各样的方法让计算机科学领域的思想方法符合青少年的认知能力。一个经典的例子就是“不插电的计算机科学”项目，它以游戏的形式展开，过程中结合了计算机科学领域中的概念和实践。还有一个经典的、被证明行之有效的实践方式——图形化编程。它将复杂符号构成的代码转变成了可拖拽的积木块，还整合了一个丰富多彩的舞台和众多可以在舞台上“演出”的角色，且自然地融入了大量计算机科学的知识，特别是编程知识，深得青少年的喜爱！

此外，适用于青少年的图形化编程还有另外两个优势：锻炼学习者的逻辑思维、创造性思维和批判性思维。在学习图形化编程的过程中，孩子们会很自然地用到逻辑思维方法：比较、分类、分析、综合、归纳、演绎、抽象、概括。此外，在创作作品的过程中，孩子们还会天马行空地增加一些自己想实现的功能。看来图形化编程工具还是一个创意表达工具呢！创造过程积累多了，孩子们便会养成创造性人格。最后，图形化编程过程会使得学习者自然而然地纠正脑海中错误的图示，从而培养更加精准地推理以及问自己“我到底哪里出错了”的打破砂锅问到底的精神。当然，这一切都需要有合适的课程或图书作辅助。

这本书正是使用图形化编程工具来培养读者的计算思维。本书以较短的篇幅讲解了图形化编程工具的基本知识，然后讲解了变量和列表两个重要的概念，并用它们组织数据的结构，帮助读者构建基本的数据模型。接下来作者用大量的篇幅讲解了计算思维的核心之一——算法，主要包括二分查找和各类排序算法。查找和排序算法是锻炼计算思维的一种途径，我们可以比较不同计算方法的策略差异，感受现代计算机的强大算力。最后作者讲解了数据可视化的概念和应用实例。这也体现了图形化编程工具兼容并包的跨领域能力。相信在作者的带领下，读者一定能够领略到图形化编程的乐趣。

希望这本书能够燃起更多计算思维教育的星星之火，助计算文化燎原之势！

李泽
国内资深创客、信息系统项目管理师
《Scratch高手密码》《计算思维养成指南》作者