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出版者:北京大学出版社

作者:赵学范

出品人:

页数:218

译者:

出版时间:2001-6-1

价格:18.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787301048719

丛书系列:

图书标签:

• 电脑基础
• 信息技术
• 中学教材
• 编程入门
• 办公软件
• 网络知识
• 信息安全
• 学习辅导
• 青少年
• 电脑应用

《探索计算思维：面向未来的数字素养构建》 图书简介 在信息技术飞速发展的今天，计算思维已不再是计算机专业人士的专属技能，而是像读写能力一样，成为现代公民必备的核心素养之一。《探索计算思维：面向未来的数字素养构建》 旨在为广大学生、教育工作者以及对提升数字认知能力感兴趣的读者提供一套全面、深入且极具实践指导意义的学习路径。本书彻底超越了单纯的软件操作或硬件介绍，将重点聚焦于培养读者分析问题、设计解决方案、抽象化复杂概念以及运用算法思维解决实际挑战的能力。 第一部分：计算思维的基石与核心概念 本部分为全书的理论基础，力求清晰阐释计算思维的本质。我们首先从哲学和认知科学的角度探讨“计算”的含义，而非局限于电子设备。 1.1 什么是计算思维？ 深入剖析计算思维（Computational Thinking, CT）的定义，将其分解为四个关键支柱：分解（Decomposition）、模式识别（Pattern Recognition）、抽象（Abstraction）和算法设计（Algorithm Design）。通过大量生活中的实例（如食谱的编写、旅行路线规划），说明这些思维模式的普适性。 1.2 从问题到模型：抽象化的力量。 详细讲解“抽象”这一核心工具如何帮助我们过滤掉不必要的细节，抓住问题的本质。我们将探讨不同层次的抽象模型，从物理世界到数字世界的映射过程，例如，如何将交通流量抽象为一个图论问题。 1.3 流程的逻辑：算法的精确性与效率。 算法不仅仅是计算机程序的指令集，更是一种精确的解决问题的步骤序列。本章会介绍算法的几个重要特性（有限性、确定性、输入/输出），并引入流程图和伪代码作为描述算法的标准工具。我们还会初步探讨算法的效率衡量标准，例如时间复杂度和空间复杂度，为后续的进阶学习打下基础。 第二部分：结构化思维与数据管理 解决复杂问题需要组织和管理信息的能力。本部分侧重于如何有效组织数据结构和逻辑流程，确保解决方案的可行性和鲁棒性。 2.1 数据的形态：基础数据结构解析。 介绍编程中常见的基础数据结构，例如：数组（Arrays）、列表（Lists）、栈（Stacks）、队列（Queues）和字典/哈希表（Dictionaries/Hash Maps）。我们不会局限于代码实现，而是通过图示和实际案例（如浏览器历史记录如何使用栈实现“后退”功能）来展示每种结构的适用场景和局限性。 2.2 逻辑的构建：控制结构与决策树。 详细阐述程序控制流的三大基本结构：顺序结构、选择结构（If-Else, Switch-Case）和循环结构（For, While）。重点在于如何使用布尔逻辑和逻辑运算符来构建复杂的决策树，确保程序在不同输入下都能做出正确反应。 2.3 递归的力量：自我引用的优雅。 递归是解决某些特定类型问题（如分治法）的强大工具。本章将通过经典的案例，如斐波那契数列和树的遍历，引导读者理解基线条件（Base Case）的重要性以及递归调用的工作原理，避免“无限循环”的陷阱。 第三部分：算法设计与问题求解策略 本部分将计算思维应用于实际问题，介绍几种高级的、通用的问题求解范式。 3.1 分而治之：高效算法的典范。 深入探讨“分治法”策略，如快速排序（Quicksort）和归并排序（Mergesort）。通过对比不同排序算法的效率，读者将直观感受到算法选择对解决方案性能的决定性影响。 3.2 寻找最优解：贪心算法与动态规划简介。 介绍两种解决优化问题的策略。贪心算法侧重于每一步都做出当前看起来最好的选择，并分析其何时有效。动态规划则作为更严谨的优化工具，通过存储子问题的解来避免重复计算，解决复杂的最短路径或背包问题。 3.3 模拟与可视化：让抽象概念具象化。 讲解如何利用计算模型来模拟现实世界的复杂系统，如天气变化、病毒传播或物理定律。这部分强调了模型假设的建立过程，以及如何通过调整模型参数来观察系统行为的变化，培养科学探究精神。 第四部分：计算的边界与未来展望 计算思维的应用远超传统编程，本部分将视野拓展至更广阔的领域，探讨计算对社会的影响。 4.1 人工智能的思维底色。 简要介绍机器学习的基础概念，解释人工智能系统如何通过数据驱动的方式进行“学习”和“决策”，这本质上是对传统算法思维的延伸和扩展。 4.2 信息安全与伦理责任。 随着数字化程度的加深，信息安全和数据隐私变得至关重要。本章探讨加密/解密的基本原理（如公钥体系的计算逻辑），以及作为计算思维拥有者，在数据使用、算法公平性方面应承担的社会责任。 4.3 走向跨学科应用。 展示计算思维如何渗透到生物学（生物信息学）、艺术设计（参数化设计）、金融建模等非传统计算机科学领域，激发读者的创新潜力，鼓励他们将习得的思维工具应用于自身感兴趣的任何学科。 本书特色： 本书摒弃了对特定编程语言语法的冗长讲解，而是专注于思维方法的提炼与通用化。全书配备了大量的思维导图、逻辑谜题和跨学科案例分析，旨在通过“做中学”和“想中学”的方式，帮助读者真正内化计算思维，提升其解决任何复杂问题的能力，为迎接人工智能时代做好坚实的思维准备。本书的最终目标是让读者掌握的不是一套代码，而是一套应对未知挑战的、高效、严谨的思维武器。

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对我而言，这本书最大的价值在于其前瞻性和实用性的完美结合。它没有过多纠结于当下某个特定软件的最新版本（因为软件迭代太快了），而是专注于那些“不变”的、作为底层逻辑的技术原理和思维模式。比如，对于算法思维的讲解，即便编程语言变了，核心的逻辑结构和解决问题的思路是不变的。这本书成功地培养了我的“计算思维”，让我学会将复杂问题拆解成一系列可执行的、逻辑清晰的小步骤。这种能力远超出了电脑课本本身的范畴，对我的数学学习、物理实验分析，甚至日常的时间管理都有潜移默化的积极影响。它让我意识到，电脑不仅仅是娱乐和社交的工具，更是我们理解世界、重塑未来的强大引擎。对于想真正掌握数字时代生存法则的同学来说，这本书绝对是案头常备的宝典，翻开它，就等于开启了通往未来世界的一扇门。

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这本书的叙事节奏把握得非常老道，让人完全没有阅读疲劳感。它不是那种平铺直叙、按部就班的教材，更像是一位经验丰富、略带幽默感的前辈在耳边细细讲解。作者在穿插技术知识的同时，巧妙地融入了许多“电脑发展史上的趣闻轶事”和“IT界大人物的奋斗故事”。这些内容虽然与核心技能关系不大，但极大地丰富了阅读体验，也让我们理解了现代计算机技术是如何一步步发展到今天的。比如，关于操作系统发展的那一小节，我竟然看得津津有味，了解了早期程序员的艰辛，让我对现在便捷的操作界面充满了感激。这种“软性”内容的填充，使得全书的知识密度虽然很高，但读起来却感觉非常轻快。特别是当遇到一些概念卡壳的时候，作者总能及时抛出一个生动的比喻或一个历史背景来帮助理解，这种设计非常人性化。

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这本《中学生电脑课堂》的横空出世，简直是为我们这些在信息时代摸索前行的新一代学生量身定做的指南针！我记得我第一次翻开它的时候，那种激动的心情现在还很清晰。首先，它的排版设计就非常抓人眼球，完全没有那种枯燥的教科书味儿。大量的插图和流程图，把原本晦涩难懂的电脑操作和编程概念变得像看漫画一样轻松有趣。我尤其欣赏它对基础知识的讲解，比如文件管理和网络安全这些看似简单，实则很多人都掌握不牢的知识点，作者都用了非常贴近我们日常学习和生活的例子来阐述，比如用“整理房间”来比喻文件归档，一下子就懂了。再来说说软件应用部分，它没有停留在简单的“点这里，按那里”的机械指导上，而是深入到了如何用这些工具来提高我们的学习效率。比如，它教我们如何使用电子表格进行科学数据的分析和可视化，这比我们以前死记硬背公式有效多了。更让我惊喜的是，书中还涉及了一些前沿技术的基础介绍，比如人工智能的入门概念，虽然只是浅尝辄止，但已经极大地激发了我对未来科技的探索欲望。这本书不仅仅是教你“怎么做”，更重要的是它在培养你“为什么这么做”的思维逻辑，这点非常宝贵。

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读完这本书，我最大的感受是，它成功地将冰冷的“技术”赋予了“创造”的温度。我过去对电脑的认识仅限于打字、上网查资料，这本书彻底颠覆了我的这种刻板印象。它强调的是如何利用电脑作为工具，去表达自己的想法，去解决现实生活中的小问题。书中对于多媒体制作和基础图形处理的章节尤其精彩，它不仅仅是教你使用PS或类似的工具，更重要的是在灌输一种“视觉思维”的概念——如何用色彩、构图和布局来有效地传达信息。我尝试用书中的技巧去重新设计我的读书笔记的电子版，效果立竿见影，变得清晰且赏心悦目。此外，书中关于信息检索和批判性阅读的部分，简直是给我们这些每天泡在网络上的学生打了一剂强心针。它教我们如何辨别网络谣言，如何建立自己的信息筛选机制，这在当前信息爆炸的时代，其重要性不亚于学习任何一门硬核技术。

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说实话，我对市面上大多数号称面向青少年的电脑书籍都持保留态度，总觉得它们要么内容太浅，学不到什么干货；要么就是太偏重理论，脱离实际操作。然而，这本《中学生电脑课堂》却找到了一个绝佳的平衡点。它的深度和广度都拿捏得恰到好处。我最喜欢它的项目驱动式学习方法，书中设置了一系列实用的综合项目，比如“制作一个校园活动宣传网页”或者“设计一个简单的数据库系统”。这些任务要求我们整合运用前面学到的各项技能，而不是孤立地学习某个软件的功能。这种边做边学的过程，让我对知识的内化速度提升了好几个档次。以前觉得编程是高不可攀的“学霸”专属，但这本书通过循序渐进的教程，特别是对Python基础语法的介绍，让我这个零基础的读者也能啃下来。它没有回避技术上的复杂性，但它会用最简洁明了的语言和代码示例来拆解这些复杂性，让人有足够的信心去尝试和调试自己的代码。这种既保持专业性又不失亲和力的写作风格，实在难得。

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