今后20年有兩個(gè)大趨勢(shì)：中國(guó)將進(jìn)入信息社會(huì)，并躋身創(chuàng)新型國(guó)家前列；因此，培養(yǎng)中小學(xué)生成為信息社會(huì)的創(chuàng)新人才，培養(yǎng)中小學(xué)生的計(jì)算思維，是社會(huì)的剛需。所謂計(jì)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(jì)計(jì)算機(jī)程序求解問題。本書從計(jì)算思維這條主線出發(fā)，講解計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念和知識(shí)體系，厘清計(jì)算機(jī)科學(xué)的起源和發(fā)展趨勢(shì)，闡述計(jì)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(jì)算機(jī)世界觀”。本書從邏輯、算法和系統(tǒng)三個(gè)角度組織全文，具體包括：邏輯方面，以圖靈機(jī)模型為起點(diǎn)，以直觀的教具為輔助，以動(dòng)手操作和制作為手段，引導(dǎo)同學(xué)們從符號(hào)變化的角度認(rèn)識(shí)計(jì)算過(guò)程；算法方面，以著名的計(jì)算問題為牽引，以實(shí)際動(dòng)手編程為手段，引導(dǎo)同學(xué)們提升“形式化實(shí)際問題、觀察問題、設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)算機(jī)這種“摩天大樓”的磚塊是如何設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的；以系統(tǒng)性項(xiàng)目實(shí)踐為牽引，引導(dǎo)同學(xué)們理論結(jié)合實(shí)踐，用簡(jiǎn)單的元器件和程序來(lái)建造能夠解決實(shí)際問題的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在學(xué)習(xí)方法上，本書強(qiáng)調(diào)“閱讀實(shí)例、親手實(shí)驗(yàn)、研究實(shí)踐”的“三實(shí)”學(xué)習(xí)方法，以期動(dòng)手促進(jìn)動(dòng)腦，手腦并重，促進(jìn)同學(xué)們掌握扎實(shí)的計(jì)算思維。