第1章 神秘的代码邀请函：开启编程冒险的第一站
周一下午三点二十分，育才小学三年级二班的放学铃声刚响，阿明就攥着数学测验卷缩到了队伍最后面。卷子上用红笔圈出来的“87”分像个小刺猬，扎得他一路都在揪校服下摆——那道关于“步骤排序”的应用题，他明明觉得自己每一步都算对了，怎么最后答案就错了呢？老师上课拍着黑板强调“顺序决定结果”，他当时还觉得是小题大做，现在看来，自己果然没把顺序当回事。
“阿明！你的快递！”传达室李爷爷的喊声打断了他的懊恼。阿明跑过去，接过一个牛皮纸信封，没有寄件人地址，只有收件人那一栏用歪歪扭扭的字写着“三年二班 阿明（编程小勇士）”，火漆印是只举着彩色积木的橘猫和缠着二进制代码的蟒蛇，看起来既可爱又奇怪。
“什么编程小勇士啊，我连编程是什么都不知道。”阿明嘟囔着把信封塞进书包，一路小跑回了家。刚进门，五岁的妹妹小雅就扑过来抢他的书包：“哥哥有零食！有零食！”
“没有零食，是奇怪的信封。”阿明把信封掏出来，刚撕开封口，一道淡蓝色的光就从里面飘了出来，在空中拼成一行中英文对照的字：
> 亲爱的阿明同学 / Dear Aming, > 欢迎来到代码岛（Code Island）的冒险邀请！我们岛上的“逻辑机关”被调皮的信息怪兽弄乱了顺序，只有懂编程的小勇士才能解开机关，让岛上的创意魔法重新运转。如果你愿意来，请打开信封背面的机关，你的冒险地图就在里面。 > 代码岛长老 码爷爷 / Grandpa Code > 2024年5月20日
“哇！哥哥要去冒险！”小雅眼睛都亮了，扒着阿明的胳膊晃，“我也要去！我也要去！”
“我连编程
“我连编程是什么都不知道，怎么当什么小勇士啊？”阿明把后半句话补完，把邀请函举到眼前晃了晃，那道淡蓝色的光随着他的动作晃了晃，像一团被风吹散的蒲公英，细碎的光点落在他的数学卷子上，把那个红红的“87”分映得发亮。
半空中突然冒出来一个半透明的小身影，头发是一缕一缕跳动的绿色0和1代码，手里攥着个巴掌大的彩色积木块，脚底下还飘着个滚来滚去的小猫角色——就是阿明上周在科技馆见过的Scratch编程猫。他说话的时候会时不时掉下细小的代码碎片，落在书桌上就变成小星星消失了，五岁的小雅扒在沙发扶手上，伸手去抓那些星星，抓了个空，哇哇叫着让哥哥给她变真的星星。
“哎呀，你别急呀！”小身影蹦跶到阿明面前，伸手戳了戳他的卷子，“我就是代码岛的向导小码，你可以叫我小码哥哥～你说的编程啊，其实就是给机器下指令的魔法 / The Magic of Giving Instructions to Machines，远没有你想的那么难！”
小码打了个响指，书桌上的平板电脑突然亮了起来，屏幕上跳出来一段妈妈在厨房做番茄炒蛋的视频：妈妈先洗干净番茄切块，再把鸡蛋打散在碗里，然后往锅里倒油，油热了先炒鸡蛋，盛出来之后再炒番茄，最后把鸡蛋倒进去加盐调味，一盘红黄相间的番茄炒蛋就出锅了。
“你看你妈妈做菜，是不是得按顺序来？”小码指着视频问阿明，“要是她先放鸡蛋再洗番茄，或者忘了放盐，味道是不是就坏了？编程其实就是这个道理：你按照正确的顺序给机器下一串指令，它就能帮你完成你想做的事，比如做游戏、算数、甚至控制机器人跳舞。”
阿明盯着屏幕里的番茄炒蛋，又想起那道错了的排序题——原来老师说的“顺序决定结果”，就是编程最基础的道理啊！他忍不住问：“那编程是不是只有写很复杂的代码才行？我上次去科技馆，看到大哥哥们在电脑上敲一堆我认不出来的英文，那才叫编程吧？”
“当然不是啦！”小码挥了挥手里的积木块，屏幕上的视频突然变成了阿明上次在同学小雨家玩过的“打地鼠”游戏，“你看这个游戏，就是用我们代码岛最基础的编程工具Scratch做的，不用敲复杂的英文代码，只要把像积木一样的指令块拖来拖去，按顺序拼起来，就能做出来。你上次是不是玩了半小时还不想走？那就是小雨用编程做出来的哦！”
阿明眼睛一下子亮了，他上周去小雨家玩的时候，确实被那个会随机冒地鼠、点了地鼠会加分、还有倒计时的游戏惊到了，当时他还问小雨怎么弄的，小雨说“用积木拼的”，他还以为是在玩普通的积木游戏，没想到那就是编程！
“而且编程也不是只有做游戏有用哦。”小码调出了另一个页面，是超市的进货单表格，“你看你妈妈每天在超市要统计几十种商品的进货数量和单价，以前要算一下午，现在只要写个简单的小程序，把数字输进去，自动就能算出总价，还能生成表格，省下来的时间她就能陪你玩积木啦。”
屏幕又跳转到老师的办公桌，老师正在改试卷，面前堆着一摞摞的练习册：“你们老师每次要统计全班的考试分数，算平均分、最高分最低分，以前要翻好久的卷子，现在用编程写个小工具，把分数输进去，一秒就能出结果，还能自动生成每个同学的成绩曲线，是不是特别方便？”
阿明越听越入神，他之前一直觉得编程是“很厉害的大人才能做的事”，没想到原来离自己这么近，甚至平时玩的游戏、看的动画片、用的健康码，都是编程做出来的。他忍不住问：“那为什么每个人都要学编程啊？我又不想当程序员。”
小码的表情突然变得认真起来，他飘到阿明的书桌前，指着窗外正在跑的小区快递机器人：“你看现在的生活里，到处都是机器和程序：你点外卖的时候，程序会帮你匹配最近的商家和骑手；你刷短视频的时候，程序会帮你推荐你喜欢的内容；甚至你每天早上用的电动牙刷，里面都有小程序控制刷牙时间。未来我们和机器沟通，就像现在我们用笔写字、用嘴说话一样普遍 / In the future, communicating with machines will be as common as writing with a pen or speaking with our mouths.”
他调出了一份白皮书的页面，上面写着《2023年中国青少年编程教育白皮书》：“你看，现在我国已经有超过1000万中小学生在学编程，2022年教育部还把信息科技列成了必修课，编程是核心内容。麦肯锡2023年的报告也预测，到2030年，全球会有超过3.5亿个岗位需要基础的编程能力，其中70%都不是程序员——老师可以用编程自动改作业、统计成绩，医生可以用编程分析医学影像，设计师可以用编程做动画特效，甚至你妈妈开超市，用编程管库存都能省好多钱。”
“而且学编程最重要的不是要你以后当程序员，是要你学会计算思维 / Computational Thinking。”小码挥了挥手，屏幕上跳出来四个彩色的小方块，分别写着“分解问题”“模式识别”“抽象”“算法”，“计算思维不是什么高深的学术概念，其实就是你解决问题的聪明方法，我举几个例子你就懂了。”
第一个方块亮了起来，写着“分解问题 / Decomposition”：“比如老师让你办一次班级联欢会，你肯定不可能一个人把所有事都做了吧？你会把它拆成‘定节目、买零食、布置教室、请家长’几个小任务，每个任务再拆成更小的：比如定节目拆成‘征集节目、筛选节目、排顺序’，买零食拆成‘列清单、比价格、买回来’，把大问题拆成一个个小问题，一个个解决，最后就能办成联欢会，这就是分解问题，也是编程里最常用的方法。”
第二个方块亮了，写着“模式识别 / Pattern Recognition”：“比如你发现每次你整理书包，把语文、数学、英语课本按从大到小的顺序放，第二天找课本特别快，每次你乱塞书包，找课本都要翻好久，你就会总结出‘按大小顺序放，常用的放外面’的规律，以后你整理书包、整理玩具、整理书架都可以用这个规律，不用每次都重新想怎么整理，这就是模式识别，找到不同事情里的共同规律。”
第三个方块亮了，写着“抽象 / Abstraction”：“比如你画过很多不同的小猫，有白的、黑的、橘的，但是你都能认出它们是猫，因为你抓住了小猫的共同特点：尖耳朵、长胡子、四条腿、会喵喵叫，你不用记住每一只猫的具体样子，只要抓住这些共同特点，就能认出所有的猫，这就是抽象，去掉不一样的地方，抓住共同的特点，编程的时候我们也会用抽象，把复杂的东西简化，就好解决了。”
第四个方块亮了，写着“算法 / Algorithm”：“比如你每天早上起床的步骤：关闹钟→穿衣服→叠被子→刷牙洗脸→吃早餐→出门，这个步骤就是你的‘起床算法’，按照这个步骤做，就不会迟到，要是顺序错了，比如先刷牙再穿衣服，就会把刚穿好的衣服弄湿，算法就是解决问题的步骤说明书，按照正确的步骤做，就能得到正确的结果。”
阿明听得入神，他之前一直觉得“计算思维”是很厉害的科学家才有的东西，没想到其实就是自己平时解决问题的方法，只是以前不知道原来这些方法有个这么厉害的名字。他忍不住问：“那我之前那道排序题错了，是不是就是没用好计算思维？”
“对呀！”小码打了个响指，屏幕上跳出来那道排序题的截图，“你就是把步骤的顺序搞错了，要是你先把题目里的条件列出来，再按顺序算，就不会错了。不过没关系，编程就是练这个的，练得多了，你自然就会注意顺序，逻辑也会越来越清楚。”
小码飘到窗边，指着楼下正在跑的小学生：“而且学编程还有一个特别棒的好处，就是能让你有‘创造的能力’而不是只会‘用别人做的东西’。你现在玩的游戏、看的动画片都是别人做的，但是学了编程之后，你也能自己做游戏、做动画片，讲你自己想讲的故事，甚至还能做个小程序帮妈妈统计超市的进货单，帮老师统计分数，那种自己创造东西的成就感，比玩别人做的游戏强一百倍！”
阿明的心一下子热了起来，他之前一直觉得学习就是为了考高分，没想到原来学会编程还能做这么多有意思的事，还能帮家人的忙。他忍不住问：“那这本书为什么是中英双语的啊？我英语可不好。”
“哈哈，这个你不用担心～”小码挥了挥手，屏幕上跳出来一行中英文对照的词：`print 打印` `if 如果` `for 循环` `while 当...的时候`，“你看，编程里的关键字都是英文的，我们学的时候把中英文一起记，以后看国外的编程教程、用国外的编程工具都看得懂，而且还能顺便记单词，锻炼英语能力，一举两得～本书里的英文都是简单句，有中文对照，后面还有专门的词汇表，你绝对能看懂。”
阿明点了点头，把邀请函翻了过来，背面有个小小的彩色积木形状的按钮，边缘还刻着一行小字：“按下按钮，开启你的编程冒险 / Press the button to start your programming adventure”。他深吸一口气，按下了那个按钮。
“叮”的一声轻响，一道暖黄色的光从按钮里冒出来，在书桌上摊开成了一个巴掌大的全息地图，上面标着四个闪闪发亮的地点：最前面的“积木森林”亮着暖黄色的光，后面跟着灰扑扑的“代码沙漠”、阴森森的“逻辑城堡”，还有波光粼粼的“创意海岸”。小码跳到地图上，指着积木森林说：“我们的第一站就是积木森林！那里有会说话的彩色积木，只要你把积木块按正确的顺序拼起来，就能解开第一个机关，学会Scratch图形化编程的基础知识～”
“等等！”阿明突然想起什么，举起手里的数学卷子，“我数学这么差，能学会编程吗？”
“当然能！”小码笑着敲了敲他的卷子，“编程最需要的不是数学好，是逻辑清楚、有耐心，你之前那道排序题只是顺序错了，逻辑一点问题都没有，特别适合学编程。而且我们代码岛的所有机关都是慢慢变难的，你跟着一步步走，肯定能通关的！”
小雅这时候凑过来，盯着全息地图上的积木森林：“哥哥，我也要去！我也要学编程！”
“好啊！”小码打了个响指，屏幕上跳出来一个简单的Scratch程序，点一下屏幕上的小猫，小猫就会晃着尾巴跳舞，还说“你好呀小雅！”，小雅高兴得拍着手，围着桌子转圈圈。
小码收起地图，飘到阿明面前，递给他一个笔记本和一支笔：“在出发去积木森林之前，你要完成第一关的小任务哦——用自然语言给家人描述你的一天，理解指令序列的基本逻辑 / Use natural language to describe your day to your family, and understand the basic logic of instruction sequences。”
“指令序列？”阿明歪着头问。
“就是你刚才看到的你妈妈做番茄炒蛋的步骤，还有你早上起床的步骤，都是一串按顺序排的指令，我们把它们叫做‘指令序列’，编程的核心就是写正确的指令序列。”小码给他递过来一张已经写好了示例的纸条：
> 阿明的一天 / Aming's Daily Instruction Sequence > 1. 7:00 起床 / Get up at 7:00 > 2. 7:10 刷牙洗脸 / Brush teeth and wash face at 7:10 > 3. 7:20 吃妈妈做的早餐 / Eat breakfast made by mom at 7:20 > 4. 7:40 背书包去学校 / Go to school with schoolbag at 7:40 > 5. 8:00-11:40 上课 / Have classes from 8:00 to 11:40 > 6. 12:00 吃午餐 / Have lunch at 12:00 > 7. 13:00-14:30 午休 / Have a nap from 13:00 to 14:30 > 8. 14:40-16:30 上课 / Have classes from 14:40 to 16:30 > 9. 17:00 放学回家 / Go home after school at 17:00 > 10. 17:30 写作业 / Do homework at 17:30 > 11. 18:30 吃晚餐 / Have dinner at 18:30 > 12. 19:00-19:30 看动画片 / Watch cartoons from 19:00 to 19:30 > 13. 20:00 洗澡 / Take a shower at 20:00 > 14. 21:00 睡觉 / Go to bed at 21:00
“你看，这就是你的一天，每一步都是按顺序来的，要是顺序错了会怎么样？”小码指着纸条问。
阿明想了想：“要是把‘吃早餐’放到‘去学校’后面，我上学就会饿肚子；要是把‘看动画片’放到‘写作业’前面，我肯定写到半夜也写不完，还会被妈妈骂。”
“没错！”小码打了个响指，“这就是指令序列的‘顺序规则’，每一步都影响着最后的结果，编程里也是一样，哪怕你把两个积木块的顺序放反了，程序也会出错，我们管这种错误叫‘Bug’。”
阿明拿出笔记本，照着示例写起了自己的一天，他写得特别认真，连中午和同学一起玩十分钟的抓人游戏都写进去了。写完他读给妈妈听，妈妈笑着说他安排得特别合理，就是晚上看动画片的时间可以再缩短五分钟，多读一会儿书。阿明点了点头，把妈妈的话也加到了指令序列里。
写完自己的指令序列，阿明又试着打乱了两个步骤的顺序：他把“写作业”放到了“看动画片”的后面，把“吃早餐”放到了“去学校”的后面，然后给妈妈读了一遍，妈妈笑得前仰后合：“那你要么饿着肚子上课，要么写到半夜睡觉，第二天肯定起不来，迟到罚站哦！”
阿明也笑了，他 suddenly 明白了老师说的“顺序决定结果”是什么意思，也明白了编程其实并没有那么难，就是把自己要做的事按正确的顺序排好，一步步完成而已。
小码看着阿明写完的指令序列，满意地点了点头：“很好！你已经掌握了第一课最核心的知识啦！现在你的冒险地图已经完全解锁，第一站‘积木森林’的机关已经为你打开，准备好和彩色积木做朋友了吗？”
阿明攥着笔记本，眼睛亮得发光，他刚才还在为数学测验的87分懊恼，现在却觉得特别兴奋——原来编程不是只有高深的代码，而是像做番茄炒蛋、整理书包一样，只要按正确的顺序做事，就能创造出来有意思的东西。
他抬头看向窗外的天空，明明还是下午，他却觉得好像已经看到了代码岛上那片飘着彩色积木的森林，还有会说话的小猫、会跳舞的代码块，在等着他去冒险。
> 📌 小知识 / Little Knowledge: > 世界上第一个程序员是19世纪的英国数学家阿达·洛
世界上第一个程序员是19世纪的英国数学家阿达·洛夫莱斯（Ada Lovelace）。¹ 她为查尔斯·巴贝奇设计的差分机编写了世界上第一个计算机算法，用来计算伯努利数，比世界上第一台电子计算机早了近100年，因此被公认为历史上第一位程序员。
::: sidebar 📌 小知识：你知道“Bug”的由来吗？/ Do you know the origin of the word "Bug"? 1947年，美国工程师格蕾丝·霍珀（Grace Hopper）在Mark II计算机的继电器里发现了一只被电死的飞蛾，这只飞蛾导致程序出现了错误。霍珀把飞蛾夹到了工作日志里，备注“First actual case of bug being found”（第一个实际发现的Bug）。后来人们就把程序中的错误叫做“Bug”，而修复Bug的过程就叫做“Debug（调试）”。 :::
阿明盯着空中飘着的代码碎片，又低头看了看手里攥着的87分数学卷，突然觉得之前对编程的误解特别好笑——原来编程不是什么高深的、只有尖子生才能接触的东西，而是像做番茄炒蛋、整理书包一样普通的事。他忍不住又问：“那我数学这么差，真的能学会编程吗？上次我去科技馆，看到大哥哥们敲的代码我一个字都看不懂。”
“当然能啦！”小码打了个响指，书桌上的平板电脑突然亮了起来，屏幕上跳出来一个阿明上周在同学小雨家玩过的“打地鼠”游戏：地鼠会从洞里随机冒出来，点中就会加分，还有倒计时和排行榜，阿明当时玩了半小时都不肯走。“你看这个游戏，就是小雨用Scratch做出来的，不用敲复杂的英文代码，只要把像积木一样的指令块拖来拖去，按顺序拼起来就行。小雨数学也只考80多分，但是他特别喜欢玩游戏，就想自己做游戏，学了两个月就能做出来这么好玩的东西了。”
屏幕又跳转到另一个视频：是小区里的张阿姨，以前在超市上班，每天要算几十种商品的进货总价，经常算到半夜，后来跟着儿子学了半个月的Python基础，写了个小程序，只要把商品的单价和数量输进去，自动就能算出总价，还能生成进货报表，省下来的时间都用来跳广场舞了。“你看，编程不是只有做游戏有用，还能帮大人解决工作里的麻烦事，省下来的时间就能陪你玩，是不是特别好？”
阿明越听越入神，他之前一直觉得“编程”是离自己很远的东西，没想到身边就有这么多人会用，而且一点都不难。他忍不住问：“那为什么每个人都要学编程呀？我又不想以后当程序员。”
小码的表情突然变得认真起来，他飘到窗边，指着楼下正在送快递的机器人：“你看现在的生活里，到处都是机器和程序：你点外卖的时候，程序会帮你匹配最近的商家和骑手；你刷短视频的时候，程序会帮你推荐你喜欢的内容；甚至你每天早上用的电动牙刷，里面都有小程序控制刷牙时间。未来我们和机器沟通，就像现在我们用笔写字、用嘴说话一样普遍 / In the future, communicating with machines will be as common as writing with a pen or speaking with our mouths.”
他调出了一份白皮书的页面，上面印着烫金的字：《2023年中国青少年编程教育白皮书》：“你看，现在我国已经有超过1000