前言


计算思维与Python编程基础（微课版）近年来，以高速互联、天地一体、智能便捷、综合集成为特征的新一代信息基础设施正在加速形成并不断完善，以大数据、云计算、人工智能为代表的新一轮信息技术创新浪潮席卷全球，技术创新强力推进着人类社会由工业社会向信息化社会转型。在信息化社会，计算机无处不在，智能化、海量数据与人类生活密切相关。对人类而言，计算机绝不仅仅是运行应用软件的工具，而且蕴涵着一种科学的方法论。那么，提高自身的计算机技术水平，更好地利用计算机自动化地解决问题，更大程度地进行创业创新，就需要全面培养计算思维能力。计算思维能力就是像计算机科学家一样去思考问题，解决问题，已被明确倡导为是与读、写、算并列的第四种基本技能。计算思维的内涵并不仅仅停留在计算机科学的基础上，它是一系列运用计算机科学的基础概念进行求解问题、设计系统和理解人类行为的思维活动。计算思维被认定为每个学生都应掌握的能力，计算思维的培养成为贯穿各个学段的核心思想。教育部也要求大学计算机教学的总体建设目标定位在“普及计算机文化，培养专业应用能力，训练计算思维”上。
“计算思维”是非计算机专业学生进入大学的第一门计算机基础课程，将计算思维与计算机基础教育相结合，根据学生专业类别和知识能力水平精准定位计算思维的学习，已经得到了计算机基础教育工作者的认可。本书作者团队长年扎根计算机基础教学第一线，清楚分析了学生的实际需求，希望能探索出最适合、最有针对性的计算机基础教育新模式。
计算机科学教育是计算思维培养中不可或缺的一部分，不仅包括计算机系统理论知识，还包括计算思维活动的实践。计算思维实践的核心精神在于以问题求解为牵引，以程序设计为载体。如何选择称手的编程语言来进行设计程序呢？大数据时代的市场帮我们选择了Python。Python语言简洁易学、功能强大，跨越各种平台，很适合非计算机专业的学生快速入门。以本书为例，不同于其他Python语言书籍，本书直接利用Python语言第三方库（turtle库）进行编程实践，让学生结合特定编程模式不断拓展思路，层层递进式地更改参数，得到越来越丰富的输出效果，也让学生改变了编程抽象、枯燥的固有观念，对思维实践产生了兴趣，也让其切身体会利用计算工具解决问题的过程。
全书一共分上下两篇。上篇主要介绍了计算思维和计算机相关的知识概念，其中包含了计算思维的概念、经典的计算机科学知识、最新的计算机科技的发展以及计算机求解问题的基本方法。下篇主要通过Python语言程序的实例分析和语法结构介绍，切实解决了计算思维“落地”问题，还涵盖了Python跨学科应用——第三方库的使用。全书主要特色如下。计算思维与Python编程基础（微课版）前言（1） 内容全面。全书力求涵盖计算机、计算思维、Python 语言等主要知识点，并且与时俱进地融入了现在主流的计算机科学技术的介绍，如人工智能、云计算、物联网等等，确保知识体系的完整性、实用性。
（2） 理论与实践结合。上下两篇的侧重点虽各有不同，但是联系紧密。上篇理论部分通俗易懂，简洁朴素；下篇程序语言实践案例简单，极易上手，并在程序解决过程中全程融入“计算思维”理念。
（3） 结构清晰。每一章最后都给出本章知识结构的思维导图，图文并茂地帮助读者理清章节脉络，掌握基础知识架构，少走弯路。
（4） 每章都配有习题和微课视频，教材提供配套的课件、例题案例的源代码和习题答案。
本书由黄晓平、方翠、王亿首和吴呈瑜共同编写。其中，黄晓平编写了第2、8、9和11章并统稿，方翠编写了第1、3和6章，王亿首编写了第4章和第7章，吴呈瑜编写了第5章和第10章。本书在出版过程中，还得到了清华大学出版社的大力支持，在此表示诚挚的感谢。
由于作者水平有限，书中难免有不妥和疏漏之处，恳请各位专家、同仁和读者不吝赐教和批评指正，并与笔者讨论。

作者2021年5月