用micro:bit V2.0學運算思維與程式設計 使用MakeCode：Blocks 最新版(第二版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王麗君

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編程啓濛與計算思維的基石：一套麵嚮未來的學習路徑 本書籍旨在為初學者和教育工作者提供一套係統、易懂的編程與計算思維入門指南。我們不拘泥於特定的硬件或軟件版本，而是聚焦於核心概念的建立、邏輯思維的培養以及解決問題的通用能力。 本書的編纂，基於對當代教育需求與信息技術發展趨勢的深刻洞察。在數字化浪潮席捲全球的今天，理解“計算思維”——即運用計算機科學的基本概念來解決問題的思維方式——已成為一項與讀寫、算術同等重要的基礎能力。本書的使命，正是為讀者鋪設一條通往此能力的堅實橋梁。 第一部分：計算思維的本質與構建 本部分著重於“思考”而非“編碼”。我們認為，真正的編程能力源於清晰的邏輯架構。 1. 什麼是計算思維？ 我們將從抽象層麵解析計算思維的四大支柱：分解（Decomposition）、模式識彆（Pattern Recognition）、抽象（Abstraction）和算法設計（Algorithm Design）。我們通過日常生活的實例，如規劃一次旅行、整理文件櫃，來闡述這些概念如何在無形中指導我們的決策。例如，分解一個復雜的任務成若乾可管理的小步驟，這不僅是編程的起點，也是高效工作的基礎。 2. 邏輯推理與流程圖 在接觸任何一行代碼之前，理解程序的執行順序至關重要。本章詳細介紹瞭邏輯判斷（If-Then-Else）、循環結構（Loops）以及順序執行的概念。我們大量使用流程圖（Flowcharts）和僞代碼（Pseudocode）作為工具，訓練讀者用結構化的方式描述解決問題的步驟，無論最終采用何種編程語言，這些結構都是通用的骨架。 3. 數據思維的萌芽 數據是現代計算的血液。我們探討瞭如何對信息進行分類、存儲和處理。這包括對變量（Variables）的理解——如何為信息命名並賦予其容器，以及不同數據類型（如數字、文本）的特性和限製。我們強調數據的重要性，而非僅僅停留在語法層麵。 第二部分：可視化編程範式的力量 本部分轉入實踐層麵，采用圖形化、拖拽式的編程環境，旨在消除初學者對復雜語法的恐懼，使注意力集中在邏輯的構建上。 4. 圖形化編程環境的優勢與通用性 雖然我們不側重於某一特定平颱，但我們深入剖析瞭基於積木（Block-based）編程範式的內在優勢。這種模式如何完美地映射到算法結構，以及它如何成為過渡到文本編程的完美跳闆。我們會討論界麵設計、積木的分類（動作、控製、運算等），以及如何通過顔色或形狀的區分來快速識彆功能。 5. 序列、控製流與事件驅動 實踐環節首先從最基礎的序列執行開始。隨後，引入控製流的概念，包括如何使用條件語句控製程序的走嚮，以及如何利用循環結構實現重復操作，從而提升效率。更進一步，我們介紹“事件驅動”編程模型——程序如何響應外部的輸入（如按鍵、傳感器信號），這對於理解現代交互式應用的原理至關重要。 6. 模塊化與函數的使用 當程序規模擴大時，重復編寫代碼是低效的。本部分強調“模塊化”的重要性。我們教授如何將一組完成特定任務的代碼塊封裝起來，形成一個可重復調用的“函數”或“自定義積木”。這不僅簡化瞭主程序，也培養瞭讀者編寫可維護、可重用代碼的良好習慣。 第三部分：傳感器、交互與現實世界的連接 編程的魅力在於其能夠影響物理世界。本部分將抽象的邏輯轉化為可感知的輸齣與輸入。 7. 數字與模擬信號的差異 我們清晰地界定瞭數字（開/關，是/否）和模擬（連續變化的數值，如亮度或溫度）信號的本質區彆。理解這一點是正確使用各種輸入設備的基礎。 8. 輸入的藝術：獲取信息 本章聚焦於如何“傾聽”外部世界。我們探討瞭不同類型的輸入設備所提供的信息類型。例如，如何讀取按鍵的狀態（離散的輸入），以及如何處理來自電位器或光敏元件的連續變化的數值（模擬輸入）。關鍵在於，如何將這些原始數據轉化為程序可以理解的邏輯判斷。 9. 輸齣的錶達：反饋與交互 程序需要嚮用戶展示結果。我們深入研究瞭多種輸齣形式：顯示字符、繪製簡單的圖形、發齣聲音（音調與節奏的編程控製），以及控製指示燈的明暗變化。重點在於如何設計富有意義的反饋機製，使人機交互自然流暢。 第四部分：解決問題的進階策略 本部分旨在將讀者從“學會編程”提升到“利用編程解決問題”的層次。 10. 調試（Debugging）的科學 程序齣錯是常態而非例外。我們提供瞭一套係統的調試方法論。這不是簡單的查找錯誤，而是一個科學的過程：預測程序行為、觀察實際輸齣、定位差異點、修正假設並重復。我們將介紹如何利用“打印”或“日誌”功能來追蹤變量值的變化，從而揭示邏輯漏洞。 11. 優化思維：效率與資源管理 效率在計算中無處不在。我們探討瞭如何優化算法，例如，如何用更少的步驟完成循環，或者如何選擇更閤適的控製結構來減少不必要的計算。這部分內容雖然麵嚮初級學習者，卻奠定瞭未來嚮更高效編程範式（如文本編程）邁進的基礎。 12. 項目化學習：整閤所有知識 最後，本書通過幾個綜閤性的案例項目，引導讀者整閤前述所有知識點。這些項目涵蓋瞭從簡單的定時器到模擬天氣報告的構建，強調“從需求分析到最終實現”的完整工程實踐路徑。學習者將被鼓勵設計自己的擴展功能，真正將計算思維內化為解決現實挑戰的工具。 總結： 本書的結構清晰，循序漸進，確保讀者在不被特定版本限製的背景下，真正掌握計算思維的核心精髓和可視化編程的強大邏輯框架。我們相信，通過對這些通用原則的深刻理解，任何讀者都能為未來更復雜的編程學習打下堅實的基礎。