本书综合考虑了教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会、IEEE-CS和ACM对“计算机科学导论”课程的要求，以及教育部高等学校大学计算机教学指导委员会对“大学计算机”课程的要求，在学科思想与方法这个较高的层面将学科知识有机地统一起来，避免了学科知识的杂乱堆积，有助于课程的教与学。基于本教材“学科认知模型”的课程设计，适合翻转课堂的教学方式，良好的课程结构与先进的教学方式相结合能够较快地促进学生的计算思维能力。
本书主要内容有：计算学科专业名称的演变及培养的侧重点，学科知识体与核心课程，“计算机科学导论”课程的构建，计算思维与计算机科学导论，学科的基本问题，学科中的抽象、理论和设计3个学科形态，学科中的核心概念、数学方法、系统科学方法，社会问题与专业实践，学科若干问题的探讨与学科未来教育的展望，以及10个与课程讲授内容相呼应的实验等。为了使读者更好地理解和掌握书中的内容，书中配有大量的实例和习题，课程网站还有基于本教材的课程讲授PPT，习题，单元测试题，考试样题，以及热身实验、进阶实验和综述实验的全部参考答案等。
本书可作为高等学校“计算机科学导论”或“大学计算机”等课程的教材或参考书，还可供广大教师、科技人员和其他一切对科学思维能力培养感兴趣的各界人士参考。