運算思維與App Inventor2程式設計 - 含ITC資通訊認證Basic Computational Thinking and Visual Programming運算思維與圖形化程式入門 App Inventor2 - 最新版(第二版) - 附MOSME行動學習一點通：影音．診斷．評量．加值 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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簡良諭

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編程入門與計算思維探索：跨學科基礎構建指南 本書緻力於為初學者提供一套全麵、易懂的編程基礎知識和計算思維訓練體係。我們深知，在日益數字化的世界中，理解計算機如何工作以及如何用邏輯解決問題的能力，是未來各行各業人纔必備的核心素養。因此，本書並非專注於某一特定軟件或平颱的應用，而是將重點放在構建堅實的理論基礎和通用的思維模型上，旨在幫助讀者建立起對計算世界的深刻洞察力。 第一部分：計算思維的哲學與實踐 本部分將深入探討“計算思維”（Computational Thinking, CT）的本質。我們不直接跳入代碼，而是首先探究這種思維模式的根源和應用價值。 1.1 計算思維的四大支柱 我們將詳細解析計算思維的四個核心要素：分解（Decomposition）、模式識彆（Pattern Recognition）、抽象（Abstraction）和算法設計（Algorithm Design）。 分解的藝術： 探討如何將復雜、龐大或令人望而生畏的問題，拆解成一係列更小、更易於管理和解決的子問題。這不僅是編程的基礎，更是項目管理和日常決策的有效工具。我們將通過生活中的實例，如圖書館書籍分類、食譜簡化等，來闡述分解的實際操作流程。 模式識彆的洞察力： 強調在看似隨機的數據或現象中發現重復性、規律性的能力。這部分內容將側重於邏輯推理和歸納總結，展示如何通過識彆曆史趨勢或相似結構來預測未來行為或優化解決方案。 抽象的力量： 深入講解如何過濾掉不必要的細節，專注於問題的本質和關鍵信息。我們將討論不同層次的抽象，從物理世界的簡化模型到信息科學中的數據結構概念，說明抽象如何使我們能夠處理比人腦直接處理能力更復雜的問題。 算法設計的嚴謹性： 講解如何將前三步的洞察轉化為清晰、有序、可執行的指令序列。我們會引入流程圖、僞代碼等多種錶示方法，側重於邏輯的完整性和指令的無歧義性。 1.2 從人類思維到機器執行的橋梁 本節將討論計算思維如何成為人與計算機之間溝通的通用語言。我們探索計算思維在非技術領域的應用，例如在法律分析中提取關鍵條款、在藝術創作中構建結構框架等，證明其普適性遠超計算機科學本身。 第二部分：程序設計基礎原理與通用邏輯結構 在建立瞭堅實的思維基礎後，本書將轉入程序設計的一般性概念，這些概念獨立於任何特定的編程語言語法。 2.1 編程範式的初步瞭解 我們將概述主要的編程範式，例如過程式編程、麵嚮對象編程（OOP）的基本思想。重點在於理解不同組織代碼的方式，以及它們如何影響程序的結構和可維護性。 過程與函數： 詳細解釋什麼是程序塊（Procedure/Function），如何定義輸入（參數）和輸齣（返迴值），以及代碼重用（Reusability）的重要性。 麵嚮對象的初步概念： 介紹對象（Object）是現實世界實體的軟件映射這一理念，以及類（Class）作為藍圖的作用。這部分將著重於邏輯建模，而非具體的類定義語法。 2.2 控製流：程序的決策與循環 控製流是程序執行順序的邏輯核心。本章將用大量圖示來解釋程序的“走嚮”。 條件判斷結構： 深入解析“如果-那麼-否則”（If-Then-Else）邏輯在復雜決策樹中的應用，如何處理多重條件分支。 循環機製的有效性： 區分計數循環（For loops）和條件循環（While loops），探討何時使用哪種循環結構以避免無限循環，以及嵌套循環在處理二維或多維數據時的強大作用。 2.3 數據結構入門：信息的組織方式 理解數據如何被有效組織是高效編程的關鍵。 基本數據類型： 整數、浮點數、布爾值、字符和字符串的內存錶示和操作限製。 集閤類型基礎： 介紹數組（Arrays）和列錶（Lists）作為有序數據集閤的概念，以及字典/映射（Dictionaries/Maps）作為鍵值對（Key-Value Pair）存儲的機製，強調它們在快速查找中的優勢。 第三部分：可視化編程邏輯與問題解決 本部分旨在提供一個低門檻的實踐環境，讓讀者能夠立即將計算思維和基礎邏輯應用於實際構建中。我們關注的是邏輯的構建過程，而非語言的記憶。 3.1 圖形化編程環境的概念解析 我們將抽象地介紹可視化編程（Visual Programming）環境的工作原理——即通過拖拽代碼塊而非輸入文本代碼來構建程序。 塊的連接與語義： 分析不同顔色和形狀的代碼塊如何對應於特定的編程功能（例如，控製流塊、運算塊、變量操作塊），以及連接這些塊如何定義程序的執行路徑。 事件驅動編程模型： 解釋程序如何響應外部事件（如點擊、傳感器輸入、時間到達），這與傳統的順序執行模型有何不同。 3.2 傳感器、界麵與交互設計基礎 在可視化環境中，交互是核心。本章將探討如何將軟件邏輯與用戶的輸入和輸齣進行連接。 用戶界麵元素的邏輯關聯： 如何將屏幕上的按鈕、文本框或圖像組件，與後端的變量和算法邏輯綁定起來。 傳感器數據的處理： 介紹如何讀取外部或內部“傳感器”數據（如設備的加速度計、陀螺儀或虛擬的數據源），並用本章學到的循環和條件判斷結構來實時處理這些數據流。 3.3 從概念到原型：小型項目演示與反思 本節將展示如何運用前述所有工具和思維方式，完成一係列從簡單到復雜的原型項目。 邏輯驗證練習： 設計小任務來驗證用戶對循環和條件判斷的掌握程度，例如編寫一個程序來計算一個序列的和，或根據特定輸入值顯示不同的反饋。 調試思維的培養： 重點介紹程序齣錯（Bug）的常見類型（邏輯錯誤、語法錯誤、運行時錯誤），以及如何係統性地迴溯執行路徑（Tracing）來定位和修復問題。 本書的最終目標是培養讀者獨立思考和解決問題的能力。我們相信，一旦掌握瞭計算思維的核心框架和通用的邏輯結構，讀者便能以極快的速度掌握任何具體的編程語言或開發工具。本書提供的知識是持久的、可遷移的，是開啓更深層次技術學習的堅實階梯。