Python程序设计教程

通过各种在中学经过实践教学检验的编程问题或案例，将Python语言与常用算法思想、创客教育结合起来，通过Python编程来实现算法思维，利用Python语言的扩展性将其与硬件连接，实现“造物”，充分强调了计算思维。

 

本书共分五个章节，分别是计算机科学、Python面向对象程序设计、常用算法思想及其程序实现、Python数据分析和Python扩展应用。不仅涵盖了Python设计的基础知识，还列举了几种常用的经典算法，*后从大数据分析和扩展应用两个方向介绍了Python语言的强大之处。此外，在每个小节的*后，还设置了上机实践、课堂练习、阅读材料等板块，适合中学生的学习以及课程开设。本书还提供在线网络课程，通过MOOC课程设计，设置符合知识体系的练习系统和交互式评价方案。

　　范建农，具有多年的高中任教经验，是浙江省科学技术协会会员，嘉兴市高中信息技术学科中心组核心成员，主持过多个省市级课题项目，出版了《高考零距离突破—高考金典》、《高考零距离突破—高考倒计时》（中国原子能出版社），《信息技术新时代领航》（文汇出版社），《导与练—信息技术系统复习》（浙江科学技术出版社），《计算机硬件组装》（机械工业出版社）。倪俊杰，具有多年的高中任教经验，参与过*教育管理信息中心课题《基于移动互联网的教育教学创新应用研究》以及浙江省教研室多个课题，担任过“嘉兴市个人教学问题专项课题”“嘉兴市现代教育技术专项课题”等多个项目的负责人，获得过“嘉兴市教育科研成果三等奖”“桐乡市教育科研成果一等奖”等多个奖项，主持编写了《玩转微课》（国家行政院出版社）和《在微信上建学校》（重庆大学出版社）等著作。

第1章 绪论
1.1 计算机科学
1.2 计算机思维与编程
1.3 现代编程理念
第2章 Python面向对象程序设计
2.1 Python面向对象程序设计
2.2 基本对象类型
2.3 变量
2.4 运算符
2.5 函数
2.6 列表、元组、字典
2.7 流程控制
第3章 常用算法思想及其程序实现
3.1 算法的概念和表示
3.2 枚举算法及其程序实现
3.3 排序算法及其程序实现
3.4 查找算法及其程序实现
3.5 递推算法及其程序实现
3.6 递归算法及其程序实现
第4章 Python数据分析
4.1 数据分析基础
4.2 数据导入
4.3 数据可视化
4.4 Python网络爬虫
4.5 数据挖掘
第5章 Python扩展应用
5.1 Python可视化编程
5.2 Python的扩展模块
5.3 Python与数据库连接（Access、MySQL）
5.4 Python与硬件连接
模拟卷（一）
模拟卷（二）
参考答案

序

在信息社会中，学生的信息技术素养,特别是计算思维的能力,已经成为未来职业生涯的核心竞争力之一。信息技术课程是发展学生信息技术素养的重要途径。多年的实践表明：信息技术课程中的编程教学与训练在培养学生计算思维能力方面无可替代。当前，在中学编程教学中普遍采用的语言，无论从学科趋势还是实际应用，都已经与社会发展及学生成长的要求相脱节。因此，信息技术教学中迫切需要引入一种（或多种）既迎合技术应用趋势、同时又能满足中学课堂教学需要的编程语言。

作为一种现代编程语言，Python具有语法简单、开源、跨平台、扩展性强等诸多特点，且拥有众多功能强大的应用扩展库，是众多主流领域应用（如大数据分析）开发的语言。同时，Python也是易学易用的编程语言之一，特别是其信息技术基本概念的完美诠释、对各类开源硬件和数据分析的全面支持，使之尤其适合非计算机专业人员用作教学语言，以及做些轻量级的实验及原型开发等工作。因此，Python已经成为国内外众多高校计算机通识课程中所使用的语言，在这样的大背景下，在中学信息技术编程教学中适当采纳Python似乎也顺理成章。但是，采用一种全新的编程语言教学意味着要对整个教学内容、教学环境、教学资源和评价方法进行重构，同时还涉及对信息技术教师重新培训等复杂问题。因此，在中学阶段开设Python课程绝非易事。

本书作者都是活跃在教学一线的信息技术老师，他们很早就开始在其信息技术课堂及课外活动中使用Python语言进行编程教学，也包括支持创客课程及学科整合等方面的宝贵尝试，本书就是这些教师集体经验的结晶。

本书以中学开设Python课程的需要出发，结合课标要求,系统且详细地讲述了Python语言的核心内容,尤其难能可贵的是,本书通过各种经过实际教学检验的编程问题或案例,将课程标准所要求的算法和数据处理等方面知识无缝融入,对于有意学习Python，或者初次使用Python进行编程教学的老师具有很好的引领作用。此外，本书还专辟篇幅介绍了几种典型Python扩展包，并附有支持开源硬件（如树莓派）和数据分析等典型应用的简洁而完整实例，为读者深入学习Python提供指引。

有幸时间读到作者们的书稿，受益匪浅，希望本书出版能鼓励更多信息技术老师学习Python、使用Python、宣传Python。

借此机会，是以为序。

 

首都师范大学
樊磊

2017年6月