本书借鉴运用计算思维解决科学问题的思路，构建了一个贯穿计算思维的大学计算机课程体系。从问题抽象建模开始，通过从自然语言描述的问题，到形式语言描述的模型，再到算法和程序实现的逐层映射，以计算思维为核心建立学生解决实际问题的导航图，通过系列案例建模、典型算法设计的讲解和分析，打开一扇利用计算机解决实际问题的科学艺术之门。全书主要内容包括计算思维与计算机模型、问题抽象与建模、程序设计基础与数据结构、算法设计与优化、科学计算与数据处理等。
作者结合各个知识点和重要概念，精心设计了具有趣味性和实用性、能够激发学生思考的若干教学案例，使抽象的概念具体化，从而启发和开拓学生的思维。书中大部分案例均采用Python语言编程实现，使学生更好地理解运用“计算思维”求解问题的思想，掌握其方法。书中淡化操作，强调的是分析和解决问题的思路和方法。同时，本书具有内容新颖、层次清晰、详略得当、突出应用和图文并茂等特色。
通过学习本书，读者将系统了解计算机基础知识，逐步理解计算思维含义及其思维方法，进而能够运用计算思维的一般方法分析问题和解决实际问题，为各专业的后续计算能力和素养的需求提供必要的计算思维和能力储备，为专业领域的创新活动奠定基础。
本书可作为高等学校非计算机专业学生的大学计算机基础教材，也可作为计算机基础知识及应用的自学和培训教材。
