正版 少儿计算思维养成记(六个孩子的编程学习笔记) 包若宁,卜文

序 言
前 言
教师的话一
教师的话二
编程基础篇
第1讲
什么是计算机程序？
一、什么是计算机语言？ /2
二、怎样让计算机听懂Scratch语言？ /3
三、什么是计算机程序？ /4
四、Scratch编程环境简介 /4
五、Scratch积木简介 /6
六、怎样让程序运行起来？ /10
七、第一个Scratch程序“Hello, world!” /10
八、更复杂的Scratch程序 /11
九、程序里的bug和debug /15
十、教师点评 /17
第2讲
角色的动作、绘图和音乐演奏
一、知识点 /19
(一)角色的方向 /19
(二)角色变换造型 /20
(三)角色的画笔 /20
(四)角色演奏音乐 /21
(五)角色的遮挡 /22
二、动手练：一个走动的钟表 /23
(一)实验目的 /23
(二)基本思路 /23
(三)编程步骤 /23
(四)实验结果 /25
(五)遇到的bug及改正过程 /26
(六)思考与延伸 /26
三、课后作业 /26
(一)实验一：音乐演奏 /26
(二)实验二：用计算机键盘弹钢琴 /27
四、教师点评 /27
第3讲
变量：角色的记忆
一、知识点 /28
(一)什么是变量？ /28
(二)变量名字的写法 /28
(三)变量有几种？ /29
(四)什么是局部变量和全局变量？ /29
(五)怎样建立变量？ /29
二、动手练：给托球游戏加一个计数器 /30
(一)实验目的 /30
(二)编程步骤 /30
(三)实验结果 /30
三、课后作业 /31
实验：小猫出口算题 /31
四、教师点评 /32
第4讲
循环：重复做动作
一、知识点 /33
(一)什么是循环？ /33
(二)“重复执行”积木的种类 /34
(三)循环的嵌套 /35
(四)写循环的小秘诀 /36
二、动手练：阅兵方阵 /36
(一)实验目的 /36
(二)基本思路 /36
(三)编程步骤 /36
(四)实验结果 /37
(五)思考与延伸 /37
三、教师点评 /38
第5讲
克隆：角色的双胞胎和多胞胎
一、知识点 /40
(一)什么是克隆? /40
(二)什么时候用克隆？ /40
二、动手练：阅兵方阵列队行进 /41
(一)实验目的 /41
(二)基本思路 /42
(三)编程步骤 /42
(四)实验结果 /43
(五)遇到的bug及改正过程 /44
(六)思考与延伸 /44
三、教师点评 /44
第6讲
条件判断：角色根据情况做动作
一、知识点 /45
(一)什么是条件判断? /45
(二)多个条件的组合 /45
二、动手练：判断奇偶数 /46
(一)实验目的 /46
(二)基本思路 /46
(三)编程步骤 /46
(四)实验结果 /47
(五)遇到的bug及改正过程 /47
三、教师点评 /48
第7讲
过程：程序的模块化
一、知识点 /49
(一)什么是过程？ /49
(二)在Scratch程序里怎样实现过程？ /49
(三)调用一个过程时到底发生了什么？ /51
二、动手练：会织网的蜘蛛 /53
(一)实验目的 /53
(二)基本思路 /53
(三)编程步骤 /53
(四)实验结果 /54
(五)思考与延伸 /55
三、课后作业 /55
实验：彩虹风车 /55
四、教师点评 /56
第8讲
列表：把几个变量合起来
一、知识点 /57
(一)什么是列表？为什么要用列表？ /57
(二)怎样理解列表？ /57
(三)对列表的操作 /58
二、动手练：找出最大值和最小值 /59
(一)实验目的 /59
(二)基本思路 /60
(三)编程步骤 /60
(四)实验结果 /60
(五)思考与延伸 /62
三、课后作业 /62
实验：计算列表中数据的平均值 /62
四、教师点评 /63
第9讲
字符串：把几个字母合起来
一、知识点 /64
(一)什么是字符串变量？ /64
(二)对字符串变量有哪些操作？ /64
二、动手练：元音字母计数 /65
(一)实验目的 /65
(二)基本思路 /66
(三)编程步骤 /66
(四)实验结果 /66
三、教师点评 /67
第10讲
收发消息：角色之间的沟通和协调
一、知识点 /68
(一)角色之间的沟通和协调 /68
(二)什么是“消息”？ /68
(三)怎样创建消息？ /68
(四)怎样发送消息？ /69
(五)怎样接收消息？ /69
二、动手练：“谁在哪里干什么”游戏 /70
(一)实验目的 /70
(二)基本思路 /70
(三)编程步骤 /70
(四)实验结果 /73
三、教师点评 /74
计算思维篇
第11讲
逐级逼近法：刘徽割圆法估计π
一、实验目的 /76
二、背景知识 /76
(一)π是什么？ /76
(二)π是多少？ /76
(三)怎样找一个数尽量接近π？ /77
(四)刘徽割圆法估计π /78
三、基本思路 /79
(一)画正多边形 /79
(二)计算正多边形的边长 /80
四、编程步骤 /80
(一)角色设计 /80
(二)变量设计 /80
(三)过程描述与代码展示 /80
五、遇到的bug及改正过程 /82
六、实验结果及分析 /82
(一)随着正多边形边数(n)的增加，π的估计值的变化 /82
(二)大圆小圆的结果一样吗？ /84
七、教师点评 /85
(一)为何叫“割圆法”？哪里体现了“割”？ /85
(二)本讲采用的方法与刘徽割圆法的差异 /86
(三)刘徽和祖冲之的生平 /86
第12讲
聪明的枚举：巧解数字谜
一、实验目的 /87
二、背景知识 /87
(一)最笨的方法怎么填？ /87
(二)如何使得枚举时不遗漏可能的填数方案？ /88
(三)如何手工计算判断次数？ /89
三、基本思路 /89
(一)最笨的枚举法 /89
(二)聪明一点的枚举法 /89
(三)更聪明的枚举法 /89
四、编程步骤 /90
(一)角色设计 /90
(二)变量设计 /90
(三)过程描述与代码展示 /90
五、遇到的bug及改正过程 /92
六、实验结果及分析 /92
(一)算法找到了多少种答案？ /92
(二)对比笨算法和聪明算法的判断次数 /92
七、思考与延伸 /94
八、教师点评 /94
第13讲
再论聪明的枚举：三阶幻方
一、实验目的 /96
二、背景知识 /96
(一)什么是幻方？ /96
(二)怎样填幻方？ /97
(三)三阶幻方有哪些性质？ /97
(四)三阶幻方的“包卜魏猜想” /98
三、基本思路 /99
(一)最笨的填法是怎么填的？ /99
(二)聪明的方法怎么填？ /99
四、编程步骤 /100
(一)角色设计 /100
(二)变量设计 /100
(三)过程描述与代码展示 /100
五、实验结果及分析 /103
六、思考与延伸 /103
七、教师点评 /103
第14讲
从最简单的做起：4个和尚分馍馍
一、实验目的 /104
二、基本思路 /104
三、编程步骤 /105
(一)角色设计 /105
(二)变量设计 /105
(三)过程描述与代码展示 /105
四、遇到的bug及改正过程 /107
五、实验结果及分析 /108
(一)2个和尚分馍馍的分法与馍馍数有何关系？ /108
(二)3个和尚分馍馍的分法与馍馍数有何关系？ /109
(三)4个和尚分馍馍的分法与馍馍数有何关系？ /110
六、思考与延伸 /110
七、教师点评 /111
第15讲
用“试错法”求解鸡兔同笼问题
一、实验目的 /112
二、背景知识 /112
(一)什么是鸡兔同笼问题？ /112
(二)怎样求解鸡兔同笼问题？ /113
三、基本思路 /114
四、编程步骤 /114
(一)角色设计 /114
(二)变量设计 /114
(三)过程描述与代码展示 /115
五、遇到的bug及改正过程 /116
六、实验结果及分析 /116
七、思考与延伸 /116
八、教师点评 /116
第16讲
随机有威力：打圆形靶子估计π
一、实验目的 /119
二、背景知识 /120
三、基本思路 /120
四、编程步骤 /121
(一)背景和角色设计 /121
(二)变量设计 /121
(三)过程描述与代码展示 /114
五、遇到的bug及改正过程 /122
六、实验结果及分析 /123
七、思考与延伸 /124
八、教师点评 /125
第17讲
再论随机有威力：布丰投针估计π
一、实验目的 /127
二、背景知识 /128
(一)布丰是谁？布丰实验是干什么的？ /128
(二)历史上研究者做过的布丰投针实验 /128
三、基本思路 /129
四、编程步骤 /129
(一)角色设计 /129
(二)变量设计 /130
(三)过程描述与代码展示 /130
五、遇到的bug及改正过程 /132
六、实验结果及分析 /132
七、思考与延伸 /133
(一)扔圆环的碰线次数 /133
(二)扔“将圆环掰直变成的投针”的碰线次数 /134
(三)扔拐弯针的碰线次数 /135
(四)比较一下长针和短针的碰线次数 /136
(五)布丰投针能算π的终极解释 /137
八、教师点评 /138
第18讲
玩游戏体会“递归法”：河内塔游戏
一、实验目的 /139
二、背景知识 /140
(一)河内塔的故事 /140
(二)什么是递归积木块？ /140
(三)递归积木块是怎样执行的？ /140
三、基本思路 /141
(一)最简单的情形：1个盘子 /142
(二)比较简单的情形：2个盘子 /142
(三)难一点的情形：3个盘子 /142
(四)再难一点的情形：4个盘子 /145
四、编程步骤 /145
(一)角色设计 /145
(二)变量设计 /145
(三)过程描述与代码展示 /146
五、遇到的bug及改正过程 /146
六、实验结果及分析 /147
(一)输入不同的n，验证移动次数 /147
(二)要是有64个盘子呢？ /148
七、思考与延伸 /148
八、教师点评 /148
第19讲
“递归法”的应用：斐波那契数列与黄金分割
一、实验目的 /149
二、背景知识 /151
(一)斐波那契是谁？什么是斐波那契数列？ /151
(二)什么是黄金分割？ /152
(三)斐波那契数列和黄金分割有何联系？ /152
三、基本思路 /153
四、编程步骤 /154
(一)角色设计 /154
(二)变量设计 /154
(三)过程描述与代码展示 /155
五、实验结果及分析 /156
六、思考与延伸 /156
七、教师点评 /157
(一)如果兔子要3个月才成年呢？ /157
(二)斐波那契数列的有趣性质一：相邻月份数目之和 /157
(三)斐波那契数列的有趣性质二：相邻偶数月份数目之积、相邻奇数月份数目之积 /158
(四)植物中的斐波那契数列 /159
第20讲
玩游戏体会“搜索法”：走迷宫
一、实验目的 /160
二、基本思路 /161
三、编程步骤 /162
(一)角色设计 /162
(二)变量设计 /162
(三)过程描述与代码展示 /163
四、遇到的bug及改正过程 /167
五、实验结果及分析 /167
六、思考与延伸 /169
(一)采用什么样的策略走最合适？ /169
(二) “走迷宫”和解数学题之间有什么关系？ /169
七、教师点评 /169
第21讲
玩游戏体会“二分法”：找钻石
一、实验目的 /171
二、背景知识 /172
三、基本思路 /173
四、编程步骤 /173
(一)角色设计 /173
(二)变量设计 /173
(三)过程描述与代码展示 /173
五、遇到的bug及改正过程 /177
六、实验结果及分析 /178
七、思考与延伸 /178
(一)采用什么样的策略最合适？ /178
(二)傅鼎荃说对8行8列的游戏来说，使用二分法最多需要6次，为什么？ /178
(三)用递归的观点想一想 /179
八、教师点评 /179
第22讲
“二分法”的应用：估计的值
一、实验目的 /180
二、背景知识 /181
(一)是怎么发现的？ /181
(二)毕达哥拉斯是谁？ /181
(三)为什么说的发现是一件重要的事情？ /182
三、基本思路 /182
四、编程步骤 /183
(一)角色设计 /183
(二)变量设计 /183
(三)过程描述与代码展示 /183
五、遇到的bug及改正过程 /185
六、实验结果及分析 /185
(一)除了2，计算一下其他数的平方根，比如3、5、7 /185
(二)输入不同的初始估计值low和up，需要多少次循环才能估计准？ /186
七、思考与延伸 /186
(一)有没有更快的方法来估计出呢？ /186
(二)计算2的十二次方根 /187
八、教师点评 /191
第23讲
仿真世界：牛顿的大炮
一、实验目的 /192
二、背景知识 /192
(一)牛顿是谁？ /192
(二)牛顿的大炮是用来做什么的？ /193
三、基本思路 /193
四、编程步骤 /194
(一)角色设计 /194
(二)变量设计 /194
(三)过程描述与代码展示 /195
五、遇到的bug及改正过程 /197
六、实验结果及分析 /197
七、思考与延伸 /198
八、教师点评 /198
(一)如何根据斜方向的拉力F计算出水平方向的拉力Fx和竖直方向的拉力Fy？ /199
(二)平方反比率的推导和背后的原因 /200
(三)牛顿和他所在的那个光辉时代 /201
(四)用更大号的三棱镜重做牛顿的光谱实验 /201
第24讲
再论仿真世界：森林里有几只老鼠，几只猫头鹰？
一、实验目的 /202
二、背景知识 /202
三、基本思路 /203
四、编程步骤 /204
(一)角色设计 /204
(二)变量设计 /204
(三)过程描述与代码展示 /204
五、遇到的bug及改正过程 /207
六、实验结果及分析 /207
七、思考与延伸 /208
(一)要是第一年只有50万只老鼠呢？ /208
(二)假如1万只猫头鹰每年吃掉0.1万只老鼠呢？ /208
(三)假如1万只猫头鹰每年吃掉0.2万只老鼠呢？ /209
八、教师点评 /209
第25讲
博弈初探：会下tic-tac-toe棋的阿尔法小狗
一、实验目的 /211
二、背景知识 /211
(一)什么是tic-tac-toe棋游戏？ /211
(二)人是怎样下棋的？ /212
三、基本思路 /213
(一)阿尔法小狗怎样表示棋局？ /213
(二)阿尔法小狗怎样判断下在哪里赢面大呢？ /213
(三)阿尔法小狗怎样下棋呢？ /215
(四)阿尔法小狗怎样对棋局进行评分呢？ /216
(五)阿尔法小狗要“深谋远虑”还是“目光短浅”？ /216
四、编程步骤 /218
(一)角色设计 /218
(二)变量设计 /218
(三)过程描述与代码展示 /219
五、遇到的bug及改正过程 /225
六、实验结果及分析 /225
七、思考与延伸 /227
(一)怎样让阿尔法小狗变聪明？ /227
(二)新玩法：“狗狗大战” /228
八、教师点评 /228
(一)阿尔法狗的诀窍之一：控制树不能太高 /229
(二)阿尔法

孩子写给孩子看的少儿计算思维养成记，内容深刻、浅白易懂、手脑并重 /中国工程院院士与教学名师联袂推荐

这本书是笔记，它的特色是“小学生写给小学生看”。
现在市场上的书绝大部分都是大人写的，虽然作者尽量试图从小学生的角度来写，但毕竟还是有一些隔阂。
而这本书忠实记录了小朋友自己的学习历程和心得体会，包括成功的经验，也有遇到bug时的挫折。例如：在实现刘徽割圆法估算圆周率π时，傅鼎荃怀疑“大圆的π应该更大”，通过实验才确信了一样大。这样的小孩子特有的疑问和探索，是大人想不到的，也是大人写的书里不会有的。
此外，写作风格也是一个特色：这本书是小孩子自己写的，有小孩子自己的语气和思维方式，或许更适合小学生读者接受。
这本书是“计算思维从娃娃抓起”的一个尝试。所谓计算思维，是用计算机的概念来求解问题、理解自然现象与人类行为的思维方式。
我们并行开设“奥数班”和“编程班”；在此过程中，也发现了求解同一个问题时，数学思维和计算思维的异同。
以和差倍问题为例，奥数班教的是“线段图”法，其本质是一元一次方程的求解，是逆向的；而编程班上教的是“枚举法”，其本质是试错，是正向的。
我们在书里会穿插着讲解这两种思维方式的异同。
此外，仿真自然现象，是认识自然规律的利器。“森林里老鼠和鹰的数目变化”这一讲是这种思维方式的代表。
本书讲编程，更重要的是用编程来思考问题、认识自然现象和人类行为。这本书是由3-5年级小学生编写，适用于小学高年级，以及中学低年级的学生。

本书获得科普专项资助，被中国计算为十大科普图书。 本书是六名小学生的编程学习笔记，忠实记录了计算所三位研究员教授孩子们养成数学思维与计算思维的过程。 本书通过25讲编程基础和动手实例，以亲子教育的方式讲述六个基本计算思维，适合6~15岁青少年与老师或家长一起阅读，读者可从书中链接下载实例代码体验。 3.科学大师和教育名。