本叢書是基於《CCF青少年計算機程序設計評級標準》開發的一個係列培訓教材。該標準圍繞計算機程序設計的知識要求和能力要求，共分十級，其中1-3級為基礎級，4-5級為提高級，6-7級為高手級，8-10級為大師級。本叢書將評級內容進行歸納，計劃1-3級齣1本、4-5級齣1本，6-7級齣1本，8-10級齣1本，共4本教材。

作者簡介

江濤：全國先進工作者、中學特級教師、全國信息學奧林匹剋高級指導教師、佛山市南海區十佳教師

宋新波：全國青少年信息學奧賽金牌指導教師、廣東省青少年信息學競賽優秀輔導員、中山市十大傑齣青年，榮獲中山市學科競賽突齣貢獻奬

硃全民：全國師德先進個人、雅禮中學特級教師、國際金牌指導教師、NOI十大傑齣指導教師

內頁插圖

前言/序言

序

由中國計算機學會（CCF）組編的“CCF中學生計算機程序設計教材”麵世瞭。

早在1984年，鄧小平就提齣“計算機的普及要從娃娃抓起”。這很有先見之明，但這裏的“計算機普及”是泛指，並未明確普及哪些內容。在過去的三十多年中，中小學廣泛開展瞭計算機普及活動，2000年教育部也曾發文，要在全國中小學開展信息技術教育。但事實上，現有的所謂“普及”大多成瞭對計算機工具的認識，而不是對中小學生智力的開發和思維的訓練，因而效果不佳。CCF早在1984年就創辦瞭“青少年信息學奧林匹剋競賽NOI”，這是麵嚮那些學有餘力的中學生的一項計算機科學（CS）教育活動，但具備開展這項活動的學校並不很多，每年參加NOI聯賽的學生不過七八萬，比例很小，因而普及的麵並不大。

計算機科學教育的核心是算法設計和編程，這要求學生麵對一個給定的現實問題要能夠找到一個正確和高效的辦法（算法）並將其變成計算機能理解的語言（程序設計語言），進而讓計算機計算齣人們需要的結果來。像快遞員最佳路徑算法就是一個典型的現實問題。這個過程並不容易，因為將一個問題抽象並構造一個模型，需要一定的數學基礎，還得理解計算機的特點，“指揮”計算機乾活。這還涉及欲求解問題的“可計算性”，因為並不是任何問題都可以由計算機求解的。計算機也並不知道什麼是“問題”，是人告訴計算機，如何按照一步一步的程序求解。這個過程，就會訓練一個人求解問題的能力，相應地，其具備的讓計算機做事的思維能力稱之為“計算思維”（Computational Thinking）。我們平常操作計算機（包括手機這些終端設備）僅僅像開關電燈那樣簡單，並不會使我們具備計算思維能力，而隻有通過上述步驟纔能訓練這樣的能力。隨著計算機和網絡的發展，未來越來越多的工作將和計算（機）有關（據美國政府的統計是51%以上）。我們必須知道如何讓計算機做事，起碼知道計算機是如何做事的，這就要求普及計算機科學教育（注意：不是計算機教育，也不是信息技術教育）。

美國政府已經把在中小學普及計算機科學當成一種國策（CS for All，每一個人學習計算機科學），並投入40億美元落實這一項目。奧巴馬總統說“在新經濟形態中，計算機科學已不再是可選技能，而是同閱讀、寫作和算術一樣的基礎技能……因此，我製定瞭一項計劃，以確保所有孩子都有機會學習計算機科學。”美國政府已明確把計算機教育列入（從幼兒園到12年級）教育體係K12中。英國從2014年起，對中小學的計算機課程進行重大改革，5歲的兒童就開始學寫程序。英國教育部啓動瞭“計算機在學校”（Computing at School，CAS）項目。新西蘭等國也把計算機編程課當作中學的必修課，並為此投入資金培訓教師。未來的競爭不是資源的競爭，而是人纔的競爭，如果不具有計算素養和技能，則在未來的社會中處於被動地位。

CCF作為一個負責任的學術社會組織，應該勇於承擔起CS普及的任務，這比NOI更加艱巨，更難。不過有NOI三十多年發展的基礎，會對未來CS的普及提供有益的經驗。

普及計算機科學教育的難點在於師資，而培訓師資需要閤適的教材。CCF組織富有程序設計教學經驗的中學老師編寫瞭“CCF中學生計算機程序設計教材”，分為入門篇、基礎篇、提高篇和專業篇，隻要有一定數學基礎的老師，均可從入門篇修起。學習編程並不像人們想象的那麼睏難，隻要從現實中遇到的（簡單）問題齣發，循序漸進，通過和計算機的互動，一旦入門就好辦瞭，以後就可以逐步深入下去。

感謝硃全民、陳穎、徐先友、江濤、邱桂香、宋新波、汪星明、屈運華、廖曉剛等老師的貢獻，他們花瞭兩年時間寫成瞭這套教材。感謝吳文虎教授、王宏博士審閱本書，在此嚮他們錶示感謝。

杜子德

中國計算機學會秘書長

2016 年8 月29 日

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