内容简介
计算思维是信息社会创新型人才的必备素养。本书是少儿计算思维养成过程的忠实记录：中国科学院计算技术研究所三位研究员组织了小SIGMA数学特别兴趣组亲子班，教授孩子们数学思维与计算思维。孩子们在学习时编程序、写心得、记笔记，zui终汇集成册，形成本书。
本书通过10讲编程基础和18讲动手实例，讲述6个基本计算思维，包括从zui简单的做起、逐级逼近、带剪枝的枚举等。第2版新增了3讲，讲述随机性的妙用，并大幅扩展“教师点评”，为家长朋友提供更详细的导读。
本书具有三大特色:
·以计算思维为纲，内容深刻。
·以少儿视角行文，浅显易懂。
·以动手促进动脑，手脑并重。
这是一本“孩子写给孩子看”的书，适合中小学生阅读自学，有助于科学素质培养、思维习惯养成。家长和老师也可以本书作为教材，以书中“教师点评”为导读，按“背景知识->基本思路->编程步骤”的顺序讲授，zui后对比、检验实验结果。
在少儿时期养成计算思维，终身受益!
目录
目 录
序言
前言
教师的话（一）
教师的话（二）
教师的话（三）
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 /9
七、第一个Scratch程序“Hello, World!” /9
八、更复杂的Scratch程序 /10
九、程序里的bug和debug /14
十、教师点评 /16
角色的动作、绘图和音乐演奏
一、知识点 /17
（一）角色的方向 /17
（二）角色变换造型 /18
（三）角色的画笔 /18
（四）角色演奏音乐 /20
（五）角色的遮挡 /20
二、动手练：一个走动的钟表 /20
（一）实验目的 /20
（二）基本思路 /21
（三）编程步骤 /21
（四）实验结果 /23
（五）遇到的bug及改正过程 /23
（六）思考与延伸 /23
三、课后作业 /23
（一）实验一：音乐演奏 /24
（二）实验二：用计算机键盘弹钢琴 /24
四、教师点评 /24
变量：角色的记忆
一、知识点 /26
（一）什么是变量 /26
（二）变量名字的写法 /26
（三）变量有几种 /27
（四）什么是局部变量和全局变量 /27
（五）怎样建立变量 /27
二、动手练：给托球游戏加一个计数器 /28
（一）实验目的 /28
（二）编程步骤 /28
（三）实验结果 /28
三、课后作业 /28
实验：小猫出口算题 /28
四、教师点评 /30
循环：重复做动作
一、知识点 /31
（一）什么是循环 /31
（二）“重复执行”积木的种类 /32
（三）循环的嵌套 /33
（四）写循环的小秘诀 /33
二、动手练：阅兵方阵 /33
（一）实验目的 /33
（二）基本思路 /34
（三）编程步骤 /34
（四）实验结果 /34
（五）思考与延伸 /35
三、教师点评 /36
克隆：角色的双胞胎和多胞胎
一、知识点 /37
（一）什么是克隆 /37
（二）什么时候用克隆 /37
二、动手练：阅兵方阵列队行进 /38
（一）实验目的 /38
（二）基本思路 /38
（三）编程步骤 /39
（四）实验结果 /39
（五）遇到的bug及改正过程 /40
（六）思考与延伸 /41
三、教师点评 /41
条件判断：角色根据情况做动作
一、知识点 /42
（一）什么是条件判断 /42
（二）多个条件的组合 /42
二、动手练：判断奇偶数 /43
（一）实验目的 /43
（二）基本思路 /43
（三）编程步骤 /43
（四）实验结果 /43
（五）遇到的bug及改正过程 /44
三、教师点评 /45
过程：程序的模块化
一、知识点 /46
（一）什么是过程 /46
（二）在Scratch程序里怎样实现过程 /46
（三）调用一个过程时到底发生了什么 /48
二、动手练：会织网的蜘蛛 /49
（一）实验目的 /49
（二）基本思路 /50
（三）编程步骤 /50
（四）实验结果 /51
（五）思考与延伸 /51
三、课后作业 /52
实验：彩虹风车 /52
四、教师点评 /52
列表：把几个变量合起来
一、知识点 /54
（一）什么是列表？为什么要用列表 /54
（二）怎样理解列表 /55
（三）对列表的操作 /55
二、动手练：找出最大值和最小值 /56
（一）实验目的 /56
（二）基本思路 /56
（三）编程步骤 /56
（四）实验结果 /57
（五）思考与延伸 /58
三、课后作业 /58
实验：计算列表中数据的平均值 /58
四、教师点评 /59
字符串：把几个字母合起来
一、知识点 /60
（一）什么是字符串变量 /60
（二）对字符串变量有哪些操作 /60
二、动手练：元音字母计数 /61
（一）实验目的 /61
（二）基本思路 /61
（三）编程步骤 /61
（四）实验结果 /62
三、教师点评 /63
收发消息：角色之间的沟通和协调
一、知识点 /64
（
前言/序言
人生中一件幸福的事，是在中关村看见十来岁的孩子睁大了眼睛，兴奋地向你讲述计算思维的美妙。你手中的这本书就传递着这种兴奋和幸福。
这本书是6名小学生写的编程课程学习笔记，加上了3位家长兼教师的批注点评。书中凝聚了他们过去一年半的心血、激情和智慧。本书具有三个鲜明的特点，特别适合全国各地的中小学生和家长使用，也适合作为中小学计算机课程的教材。
特点一：独特的亲子游戏。作为家长，中科院计算所的3位研究员设计了一种有温度的亲子游戏，实践了一种以孩子为中心的学习过程。学习编程和计算思维不再只是通过枯燥的讲课、做作业来完成，而是让孩子们与家长一起玩计算机游戏和心智游戏，交心互动。他们的课堂洋溢着爱和欢乐。爱孩子是家长的天性，本书为家长提供了一个与孩子欢乐交心的独特渠道。
特点二：动手动脑，内容走心。作为教师，3位研究员精心设计了这门编程和计算思维课程，既循序渐进，又充满了让孩子动手动脑的内容，实践了图灵奖得主高德纳（Donald Knuth）提出的终极测试：“对我是否理解某项知识的终极测试是看我能否对计算机讲清楚。”本书作者之一包若宁小朋友没听说过斯坦福大学的高德纳教授，但她在课程学习实践中，自己形成了与高德纳教授类似的观点：“……有一点错计算机就会不客气。可是如果程序写对了，计算机又会给你意外的惊喜。”
特点三：实例丰富，易于使用。这本书及配套网站提供了丰富的知识点，每个知识点都配有实例。学习工具就是人手一台计算机，也可以通过互联网远程上课学习；用到的一些辅助教具，如三角形纸板等，都是很容易自行制作的。假如每周花4小时学习，学完全书内容大概需要大半年时间。家长和教师可以根据实际情况适当选择第10讲之后的内容进行学习。
今后20年有两个大趋势：中国将进入信息社会，并跻身创新型国家前列。因此，培养中小学生成为信息社会的创新人才是社会的刚需。这本书是一部有趣而高质量的教材，希望你喜欢它！
恭喜孩子们！也向他们的父母致敬！
中国科学院计算技术研究所 徐志伟
2021年8月于北京中关村
小SIGMA数学特别兴趣组成立于2018年，有六名学生，由三位家长当老师，是“三个老师六个娃”的亲子班。
我们这个特别兴趣组主要讲数学，最大的特点是“慢数学”，有时候两个小时才讲一道题。这让我们有足够的时间去思考、尝试，并发现一些好玩的规律。比如讲幻方时，包若宁、卜文远和魏文珊提出了“包卜魏猜想”—若已知三阶幻方的中心格子、左上角、左侧中间格子的三个数，这个三阶幻方就完全确定了。又如在学“鸡兔同笼”时，傅鼎荃自发地想出了“二分法”。
2020年疫情期间，我们在家里都闷得无聊，便央求老师们教我们Scratch编程。当我们看到一个个美丽的角色，搭搭积木就能写程序时，便深深地爱上了编程。在编程里，似乎所有事情都能实现，于是我们想到什么事情就编程试一下。比如卜文远自发尝试写了一个小程序，用小球模拟病毒的传播。
在学习编程的时间里，我们一起写过很多程序，有四个和尚分馍馍，算π，二分法找钻石……在这么多的程序中，最好玩儿的就是阿尔法小狗了！这只“小狗”会下井字棋，它本领高强，每次我们都赢不了它！
通过编程，可以解决许多数学问题，比如数学里的鸡兔同笼、估算2的平方根等。我们还可以写一个程序估计森林里猫头鹰和老鼠的数目。模拟世界，这感觉很奇妙！
我们写这本书时最初的想法是：大部分编程书都是大人写的，都是以大人的视角来看的，我们想以孩子的视角写一本编程书。于是，我们便一人写几章，把学习心得记录下来，最终形成了这本书。
我们觉得这本书和其他书是不一样的，它记录的是我们每一位小作者对每讲的看法与总结，记录了我们每个编程初学者对程序从陌生到熟悉并形成自己思维的过程，我们也希望自己的经历可以帮助更多的小朋友爱上编程和计算思维。我们写的程序都放在https://deltadbu.github.io/6kids_learning_scratch/上，供大家参考。
希望你们都能喜欢这本书！
小SIGMA数学特别兴趣组
2021年5月于北京中关村
2018年的一天，我给同事包云岗打了个电话，说：“孩子们上二年级了，能否在轻松、活泼的氛围下，引导孩子们学一些数学思维呢？”他很赞同。我们就一起组织了一个小SIGMA数学特别兴趣组，权且由包云岗、兰艳艳和我担任老师，学员就是我们自己的孩子。
在这个特别兴趣组中，学生用书是通用的奥数教材，不过教师用书可不太普通—我们用的是G. Polya写的《怎样解题—数学思维的新方法》和陶哲轩写的《陶哲轩教你学数学》。换句话说，我们践行的是Polya的数学教育观—重在倾听孩子们的理解和猜想，重在引导孩子们观察、尝试、联想、归纳、做“合情推理”，总之是一种“慢数学”的风格，有时候我们甚至2个小时只讲一道题。
一开始的确看不出成效，但等到
