本書以足智多謀的姬思木 (計(jì)算思維大神)、樂觀大方的派森恩 (Python編程大師)、冷峻超強(qiáng)的韓青鋒 (算法設(shè)計(jì)大俠) 三個(gè)主要人物的編程江湖故事, 融入童話、文學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識(shí), 與讀者一起涉足編程江湖, 一塊兒馳騁編程沙場; 全書對(duì)編程文化、編程基礎(chǔ)、計(jì)算思維、算法思想不斷螺旋提升, 并增強(qiáng)跨學(xué)科學(xué)習(xí)技能; 本書主要包括Python基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)、計(jì)算思維基本訓(xùn)練、經(jīng)典算法探究、軟件工程設(shè)計(jì)思維、簡明數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用等編程內(nèi)容。
這是一本別出心裁的Python編程書,以武俠故事為主體呈現(xiàn)編程知識(shí),凝聚了特級(jí)教師多年一線教學(xué)的寶貴經(jīng)驗(yàn)和數(shù)十年編程教育的方法精華,為程序、算法、計(jì)算思維賦予了靈魂,對(duì)Python編程進(jìn)行了全新的演繹,新穎、新奇,讓讀者愛不釋手!
隨著《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》的頒布,計(jì)算思維成為信息科技課程培養(yǎng)核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容之一。小學(xué)、初中、高中逐漸開展以Python編程為基礎(chǔ)的程序、算法、計(jì)算思維的教學(xué),Python編程在中考、學(xué)業(yè)水平考試及高考、競賽中日趨重要。因算法設(shè)計(jì)與編程受知識(shí)多、難度大及學(xué)校教育課時(shí)少等局限,課堂學(xué)習(xí)會(huì)在理解、應(yīng)用、練習(xí)等方面遇到各種困難。為此,我們基于計(jì)算思維的新角度,提煉算法的基本思想,梳理中小學(xué)生必備的程序知識(shí),運(yùn)用學(xué)生喜聞樂見的武俠故事設(shè)置學(xué)習(xí)情境,架構(gòu)學(xué)習(xí)歷程,從易到難,環(huán)環(huán)相扣,學(xué)以致用,形成“閱讀學(xué)算法,不插電學(xué)編程”的新思路,讓學(xué)生在一個(gè)個(gè)精彩的故事中學(xué)習(xí)計(jì)算思維與算法,提高編程能力。學(xué)生通過“插電練習(xí)”或“不插電閱讀”都能愉快地進(jìn)行學(xué)習(xí)。
本書以虛擬化的武俠故事進(jìn)行敘述,以章回小說的形式讓學(xué)生的算法編程學(xué)習(xí)與語文閱讀相得益彰,一舉多得。全書分三卷、九章、三十六回,在尋劍、弩攻、爭鋒的故事場景中,生動(dòng)有趣地把各種計(jì)算語言作為江湖門派,以程序?qū)嵗腿宋镄愿裾宫F(xiàn)特點(diǎn),用劍術(shù)、劍法、劍道類比學(xué)習(xí)程序知識(shí)、算法設(shè)計(jì)和計(jì)算思維,以盤龍陣、飛花令、套娃、擊劍比賽、劍法擂臺(tái)賽及算術(shù)動(dòng)物園、派森英雄榜等趣味程序項(xiàng)目降低學(xué)習(xí)難度,提高學(xué)習(xí)效率。
本書故事環(huán)境是虛擬化的編程江湖,背景設(shè)定為古代青年學(xué)子在親屬護(hù)佑下的編程江湖奇幻旅行,地點(diǎn)主要在“硅晶谷”,具有時(shí)空交錯(cuò)的“故事純屬虛構(gòu)”的特點(diǎn),人物語言與行為具有親和力和形象感;人物的知識(shí)與技術(shù)融合了中國功夫、兵家陣法等元素,以提高對(duì)技術(shù)的理解力和應(yīng)用性;程序范例結(jié)合古今中外的經(jīng)典案例與優(yōu)秀算法,以提高學(xué)習(xí)的典型性與可操作性。全書在盡量提高閱讀趣味的基礎(chǔ)上提高學(xué)生的現(xiàn)代信息科技意識(shí)。特別說明,虛擬化的編程江湖故事情節(jié)不應(yīng)與真實(shí)生活對(duì)照比較,讀者切勿教條地刻意模仿。
本書故事人物是虛擬化的古代青年學(xué)子,因古代不設(shè)年級(jí),大致相當(dāng)于現(xiàn)在中小學(xué)或大學(xué)低年級(jí)范圍,有一定成人的自主能力,并有成人家屬安全護(hù)佑與協(xié)助決策,組織活動(dòng)均為公益學(xué)習(xí),不存在非法營銷、消費(fèi)誘導(dǎo)等導(dǎo)向。在故事中,人物相對(duì)獨(dú)立,但在學(xué)習(xí)中,易將他們作為一個(gè)“程序、算法與計(jì)算思維的編程能力”整體來對(duì)待。例如,派森恩喜“劍術(shù)”,是Python編程知識(shí)的形象類比;韓青鋒會(huì)“劍法”,是算法思想的形象類比;姬思木懂“劍道”,是計(jì)算思維的形象類比,如此更好地對(duì)應(yīng)他們的性格特點(diǎn)、行為方式。眾所周知,計(jì)算思維、算法與程序常需要融合學(xué)習(xí),在閱讀中,讀者自然會(huì)吸取各人之長,視他們?yōu)橐粋(gè)團(tuán)隊(duì),或是同一個(gè)“真實(shí)人”的多項(xiàng)能力。讀者在學(xué)習(xí)之外,會(huì)逐步既兼具三人優(yōu)秀品質(zhì),又規(guī)避諸如派森恩話多語碎、韓青鋒沉默寡言、姬思木體質(zhì)柔弱的缺點(diǎn)。本書故事的發(fā)展,也正是三人相互促進(jìn)、揚(yáng)長避短、克服缺點(diǎn)的成長過程,如派森恩務(wù)實(shí)了,韓青鋒愛笑了,姬思木健康了等,對(duì)讀者極具成長的教育意義。
2023年5月
王愛勝,山東省青州第一中學(xué)正高級(jí)教師、山東省特級(jí)教師、山東省教科院兼職教研員、山東省教學(xué)能手、山東省電化教育先進(jìn)個(gè)人。首創(chuàng)“微項(xiàng)目教學(xué)法”和“半成品加工策略”,獲濰坊市政府教學(xué)成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng);擔(dān)任信息技術(shù)教材《必修2 信息技術(shù)與社會(huì)》(教育科學(xué)出版社)副主編和初中學(xué)段信息技術(shù)教材《信息技術(shù)》(泰山出版社)主編,參與編寫泰山版小學(xué)、高中學(xué)段信息技術(shù)教材等;發(fā)表幾十篇重量級(jí)國家級(jí)論文,擔(dān)任《中國信息技術(shù)教育》熱點(diǎn)解碼欄目主持人;指導(dǎo)學(xué)生參加信息學(xué)奧賽獲得國家級(jí)、省級(jí)多項(xiàng)大獎(jiǎng);創(chuàng)辦“百香果深度思維”公眾號(hào);曾擔(dān)任國培信息技術(shù)教育專家、山東省“互聯(lián)網(wǎng)+”培訓(xùn)項(xiàng)目專家及上海師范大學(xué)碩士生導(dǎo)師等,在全國各地進(jìn)行學(xué)術(shù)報(bào)告,廣受好評(píng)。
第一章 編程江湖初見識(shí),派森武館新開張
編程江湖曾稱大,
綠樹常青喜家家
—C++:編寫靈活
百思黯然已退隱,
溫柔公子成空架
—VB:可視化編程
刻板教條舊紳士,
垂垂老矣帕斯卡
—Pascal:語法嚴(yán)謹(jǐn)
青春活潑新天團(tuán),
行走網(wǎng)絡(luò)爪哇思
—JavaScript:動(dòng)態(tài)腳本
開源新貴出派森,
說唱歌手秀天下
—Python:擴(kuò)展模塊
青鋒初試斷舍離,招招劍中有真氣
第二章
019~039
初涉編程選武器,
下載安裝新派森
—環(huán)境:Python安裝
馬步套路基本功,
交互程序兩方式
—工作:編程方式
氣沉丹田調(diào)呼吸,
常量變量算數(shù)據(jù)
—流程:輸入、計(jì)算與輸出
代碼縮進(jìn)須整齊,
排兵布陣講規(guī)矩
—編寫:代碼縮進(jìn)對(duì)齊
第七回
第八回
第九回
第六回
秘籍之中悟思維,獵獵風(fēng)中舞戰(zhàn)旗
第三章
040~067
問題分解大化小,
各個(gè)擊破巧分割
—分解:分組解決問題
化繁為簡抓特征,
抽象量化建模型
—抽象:量化數(shù)據(jù)模型
照貓畫虎學(xué)套用,
模式之中識(shí)規(guī)律
—模式:序列、形狀識(shí)別
基本算法三結(jié)構(gòu),
運(yùn)籌帷幄勝千里
—算法:三種基本結(jié)構(gòu)
第十三回
第十回
第十一回
第十二回
目錄
VIII
萬馬齊喑戰(zhàn)山崖,行軍代碼顯神威
第四章
068~086
程序運(yùn)行講順序,
嚴(yán)格執(zhí)行不任性
—順序:從上向下
分支程序作判斷,
遇水搭橋行三軍
—分支:判斷選擇
循環(huán)程序自動(dòng)化,
反復(fù)觀察知敵情
—循環(huán):條件循環(huán)
計(jì)數(shù)循環(huán)巧利用,
修正bug救雛鷹
—循環(huán):計(jì)數(shù)循環(huán)
第十六回
第十七回
第十四回
第十五回
第 卷
弩 攻
貳
盤龍陣法巧尋箭,自古英雄出少年
第五章
088~129
一呼一吸講節(jié)奏,
招招出劍有章法
—數(shù)據(jù)交互:輸入輸出格式
姿勢不正來找茬,
切片劍法斬群蜂
—數(shù)據(jù)處理:字符串的處理
前后呼應(yīng)做列表,
苦練盤龍新陣法
—數(shù)據(jù)存儲(chǔ):列表訪問修改
化字為典胸成竹,
朦朧再現(xiàn)黑衣人
—數(shù)據(jù)索引:字典索引訪問
草中尋箭擺數(shù)陣,
角角落落全搜索
—數(shù)據(jù)搜索:數(shù)字矩陣遍歷
第十九回
第十八回
第二十回
第二十一回
第二十二回
新弩自動(dòng)箭連發(fā),槍林彈雨逞英豪
第六章
130~167
師徒攜手同攔截,
左騰右挪步生風(fēng)
—判斷:多分支與鍵盤事件響應(yīng)
各守一方齊阻擊,
陸空戰(zhàn)隊(duì)聽號(hào)令
—推理:逐步推理與自定義函數(shù)
回文數(shù)字含對(duì)稱,
行列控制擺陣型
—控制:數(shù)陣遍歷與回文數(shù)判斷
超級(jí)弩車機(jī)關(guān)盡,
槍林彈雨強(qiáng)中斷
—中斷:死循環(huán)與循環(huán)中斷響應(yīng)
第二十五回
第二十三回
第二十六回
第二十四回
月夜飛花尋亡羊,查找算法強(qiáng)中強(qiáng)
第七章
168~206
劍入匣中飛花令,
春風(fēng)競度城外城
—枚舉算法:按條件查找
前呼后擁猴爭功,
香蕉遞推巧退兵
—遞推算法:以前數(shù)推后數(shù)
蜀人月夜送套娃,
遞歸中憶變臉情
—遞歸算法:自己調(diào)用自己
折半快速尋亡羊,
分而治之保平安
—分治算法:分組高效處理
第二十九回
第二十七回
第二十八回