Python程序设计案例教程（微课版）

理实一体，案例丰富 理论与实践结合，通过实际案例提升应用能力，覆盖知识全面。

任务驱动，思政赋能 以任务为导向，融入科技报国元素，按任务流程培养编程能力。

资源丰富，校企协同 配套丰富数字资源，校企联合开发，案例紧密贴近职业需求。

前　　言

为贯彻落实党的二十大精神和党中央、国务院有关决策部署，按照《关于深化现代职业教育体系建设改革的意见》《国家职业教育改革实施方案》《职业教育产教融合赋能提升行动实施方案（2023—2025年）》以及2020年中华人民共和国教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知的有关要求和精神，坚持以教促产、以产助教，为全面建设社会主义现代化国家提供强大人力资源支撑，我们认真总结多年教学经验，组织教学经验和编写教材经验丰富的一线教师和企业人员撰写了本书。

Python是一种高级编程语言，是一种解释型的、面向对象、功能强大的编程语言，由吉多•罗苏姆（Guido Rossum）于20世纪90年代初创建。Python以其简单易读的语

法、丰富强大的库和强大的功能等特点广受欢迎。Python广泛用于Web开发、数据分

析、人工智能、科学计算、自动化任务等多个领域。

本书对读者的编程基础零要求。本书共有8个模块，主要包括Python基础知识、基本数据类型、列表和元组、字典和集合、流程控制、文件、函数和模块、面向对象

基础。

本书主要特色如下：

一、盐融课程思政，突出立德树人

紧紧围绕《高等学校课程思政建设指导纲要》精神，以科技报国、为国争光为思政主线，采用“双轨浸润”思政融合。显性浸润：每个模块都有“匠心铸魂领航”专栏，展现不懈奋斗、勇攀高峰的榜样力量，带领读者领略信息技术行业的大国工匠和中国脊梁的风采。隐性浸润：将程序员的职业道德、文化自信、科技自信等思政元素巧妙地融入教材的素材、案例等内容中，润物细无声地开展思政教育，充分发挥教材协同育人的功能。

二、结合企业工单，再现工作场景

本书在秉承“以学生为中心”的教育理念，将“任务驱动、案例教学”的核心策略与企业实际需求紧密结合，通过精心筛选和改编真实的企业工单，为学习者打造了一个高度仿真的工作环境。每个教学任务都围绕一个具体、实用的企业任务进行设计，确保每个任务都有清晰、具体的学习目标，让读者在完成任务的过程中，深刻体会到编程技术在解决实际问题中的应用价值。

三、教学资源丰富，体现融合出版

本书配套提供了丰富的数字教学资源，旨在为读者打造一个立体化的学习环境。这些资源包括微课视频、在线测试题、电子课件PPT以及音频资料等。读者只需扫描书中的二维码，即可轻松访问这些教学视频或音频，享受随时随地学习的便利。同时，在学银在线官网搜索主编姓名“石利平”，可以找到相应的课程网站，获取更多深入学习的素材和拓展资源，完成课程学习将获得MOOC证书。

四、面向岗位应用，强化动手实践

本书内容设计紧密围绕岗位需求，着重培养学习者的动手能力和职业技能。在内容编排上，严格遵循了“任务单引领→任务实施实践→相关知识解析→拓展任务深

化→任务评价表反馈”的逻辑顺序。这一流程的精心设计，旨在紧密贴合编程人才的学习认知规律，通过实践驱动理论学习，实现学习效率与效果的双重提升。

五、双元编写主体，适应企业需求

校企合作、兄弟院校合作编写，本书案例源于工作实际，本书内容与实际岗位需求无缝衔接，使学生能够更好地适应未来职业岗位需求。本书注重理论与实践相结合，通过真实工作项目、典型工作案例等为载体组织内容，可使读者在学习过程中获得实际编程经验，提升程序编写能力。

本书编写人员多元化，有两所高职院校教学经验丰富的一线教师，也有来自信息技术公司的技术人员。本书参编人员有石利平、田辉平、余以胜、黄华林、关晓颖、刘浪、韦妍。

因作者水平有限，书中难免有不足和疏漏之处，敬请各位专家和读者批评指正。

编 者

2024年12月

模块1　Python基础知识
任务1-1　Python编程环境搭建 001
1.1.1　任务单 001
1.1.2　任务实施 002
1.1.3　相关知识 009
1．认识Python安装目录结构 009
2．Python编辑器 010
1.1.4　拓展任务—搜集Jupyter
Notebook的使用技巧 013
1.1.5　任务评价表 013
任务1-2　使用IDLE和PyCharm 014
1.2.1　任务单 014
1.2.2　任务实施 015
1.2.3　相关知识 018
1．IDLE使用方法 018
2．Windows Powershell窗口运行
py程序 020
3．Python代码编写基本规范和规则 021
4．使用PyCharm 022
5．汉化PyCharm 025
1.2.4　拓展任务—深入学习PyCharm
的使用 026
1.2.5　任务评价表 026
任务1-3　输出两首古诗 027
1.3.1　任务单 027
1.3.2　任务实施 028
1.3.3　相关知识 029
1．print()函数 030
2．input()函数 031
3．help()函数 032
4．dir()函数 032
1.3.4　拓展任务—接收与输出用户
信息 033
1.3.5　任务评价表 033
匠心铸魂领航—中国计算机的主奠基者
华罗庚教授 034
练习题 034
模块2　基本数据类型
任务2-1　输出个人信息 036
2.1.1　任务单 036
2.1.2　任务实施 037
2.1.3　相关知识 038
1．变量 038
2．常量 039
3．数据类型 039
4．赋值语句 040
2.1.4　拓展任务—输出个人手机
信息 041
2.1.5　任务评价表 042
任务2-2　求两个数的加减乘除 042
2.2.1　任务单 043
2.2.2　任务实施 043
2.2.3　相关知识 044
1．数字（Digital） 044
2．运算符 046
3．运算符的优先级 048
4．数学模块math 049
5．数据类型转换函数 049
2.2.4　拓展任务—求圆的周长
和面积 050
2.2.5　任务评价表 050
任务2-3　输出个人信息及向祖国表白
信息 051
2.3.1　任务单 052
2.3.2　任务实施 052
2.3.3　相关知识 054
1．字符串 054
2．字符串基本操作符 056
3．索引 056
4．常用字符串处理函数 057
5．常用字符串处理方法 058
2.3.4　拓展任务—设计学生信息
管理程序主界面 062
2.3.5　任务评价表 062
任务2-4　字符串切片和字符串格式化 063
2.4.1　任务单 064
2.4.2　任务实施 064
2.4.3　相关知识 065
1．切片 065
2．字符串格式化 066
2.4.4　拓展任务—格式化输出整数 070
2.4.5　任务评价表 070
匠心铸魂领航——追忆“最美奋斗者”
王选 071
练习题 072
模块3　列表和元组
任务3-1　创建与操作祖国名胜列表 074
3.1.1　任务单 074
3.1.2　任务实施 075
3.1.3　相关知识 075
1．创建列表 075
2．访问和修改列表元素 076
3．列表的基本运算 077
4．列表推导式 077
3.1.4　拓展任务—接收学生信息 078
3.1.5　任务评价表 079
任务3-2　创建与管理祖国名胜列表 080
3.2.1　任务单 080
3.2.2　任务实施 080
3.2.3　相关知识 081
1．添加列表元素 081
2．删除列表元素 082
3．检索列表元素 083
4．统计某元素个数 084
5．列表的复制 084
6．按位置逆序排列列表元素 085
3.2.4　拓展任务—增加学生信息
管理程序功能 085
3.2.5　任务评价表 085
任务3-3　遍历和排序学生列表 086
3.3.1　任务单 086
3.3.2　任务实施 087
3.3.3　相关知识 087
1．嵌套列表 087
2．遍历列表 088
3．列表排序 088
3.3.4　拓展任务—排序学生信息 089
3.3.5　任务评价表 089
任务3-4　创建与使用祖国四大
名山元组 090
3.4.1　任务单 090
3.4.2　任务实施 091
3.4.3　相关知识 092
1．创建元组 092
2．访问元组元素 093
3.3.4　拓展任务—使用元组存储
数据库配置信息 093
3.4.5　任务评价表 094
匠心铸魂领航—王永民：五笔字型
之父 095
练习题 095
模块 4　字典和集合
任务4-1　使用字典管理劳动之星
选票数据 098
4.1.1　任务单 098
4.1.2　任务实施 099
4.1.3　相关知识 100
1．创建字典 100
2．字典推导式 101
3．访问字典中的值 102
4．使用get()方法访问字典中的值 102
5．添加或修改字典中的键值对 102
6．删除字典元素 103
7．获取字典中的键、值或键值对
的方法 104
8．遍历字典中的键、值或键值对 105
4.1.4　拓展任务—劳动之星选票
数据可视化 105
4.1.5　任务评价表 106
任务4-2　应用集合管理学习标兵
和劳动之星名单 107
4.2.1　任务单 107
4.2.2　任务实施 108
4.2.3　相关知识 108
1．集合的创建 108
2．集合推导式 109
3．集合常用运算符 110
4．集合常用方法 110
4.2.4　拓展任务—统计文本文件
中独行的行数 111
4.2.5　任务评价表 112
匠心铸魂领航—为了0.1秒，她努力了
13年！ 113
练习题 113
模块5　流程控制
任务5-1　判定空气质量指数 115
5.1.1　任务单 116
5.1.2　任务实施 117
5.1.3　相关知识 118
1．流程图 118
2．程序的基本结构 119
3．判断条件 120
4．if语句通用格式 122
5．单分支if语句 123
6．双分支if-else语句 124
7．多分支if-elif-else语句 124
8．if语句的嵌套 126
5.1.4　拓展任务—计算BMI和完善
学生信息管理程序 126
5.1.5　任务评价表 128
任务5-2　处理排行榜 129
5.2.1　任务单 129
5.2.2　任务实施 130
5.2.3　相关知识 131
1．for循环 131
2．range()函数 133
3．zip()函数 134
4．map()函数 135
5．pass语句 135
6．enumerate()函数 135
5.2.4　拓展任务—扩展学生信息
管理程序功能 136
5.2.5　任务评价表 137
任务5-3　添加学生成绩信息 138
5.3.1　任务单 138
5.3.2　任务实施 138
5.3.3　相关知识 140
1．while循环 140
2．break语句 141
3．continue语句 142
4．死循环 142
5.3.4　拓展任务—水仙花数 142
5.3.5　任务评价表 143
任务5-4　输出学生信息 144
5.4.1　任务单 144
5.4.2　任务实施 144
5.4.3　相关知识 145
1．双重循环 145
2．利用双重循环输出图案 146
5.4.4　拓展任务—百钱买百鸡 147
5.4.5　任务评价表 147
任务5-5　异常处理 148
5.5.1　任务单 148
5.5.2　任务实施 148
5.5.3　相关知识 149
1．程序的三种错误 149
2．try语句 150
5.5.4　拓展任务—处理文件操作
异常 152
5.5.5　任务评价表 153
匠心铸魂领航—华为制裁事件 154
练习题 154
模块6　文件
任务6-1　操作与处理“劝学.txt”
　　　　 文件 157
6.1.1　任务单 157
6.1.2　任务实施 158
6.1.3　相关知识 160
1．文件的打开与关闭 160
2．读文件 161
3．移动文件指针的位置 162
4．遍历文件 162
5．写文件 163
6.1.4　拓展任务—劳动之星
选票统计 164
6.1.5　任务评价表 164
任务6-2　处理“score.csv”文件 165
6.2.1　任务单 165
6.2.2　任务实施 166
6.2.3　相关知识 167
1．CSV文件 167
2．数据写入CSV文件 167
3．读取CSV文件数据 168
6.2.4　拓展任务—学生数据存入
CSV文件 169
6.2.5　任务评价表 170
匠心铸魂领航—计算技术领域院士
高庆狮 171
练习题 171
模块7　函数和模块
任务7-1　输出习近平总书记对青年
　　　　 的寄语 173
7.1.1　任务单 173
7.1.2　任务实施 174
7.1.3　相关知识 175
1．函数的定义 175
2．函数的调用 176
3．形参 176
4．函数的返回值 177
5．变量的作用域 178
6．__name__ 180
7.1.4　拓展任务—使用函数显示
学生信息管理程序主界面 181
7.1.5　任务评价表 181
任务7-2　输出手机相关信息 182
7.2.1　任务单 183
7.2.2　任务实施 184
7.2.3　相关知识 184
1．位置实参 184
2．关键字实参 185
3．有默认值的参数 185
4．传递任意数量的位置实参 186
5．传递任意数量的关键字实参 186
6．解包裹传递 187
7．参数的混合传递 188
8．参数传递的两种模式 188
7.2.4　拓展任务—利用函数判定
水仙花数 189
7.2.5　任务评价表 190
任务7-3　排序学生成绩 191
7.3.1　任务单 191
7.3.2　任务实施 191
7.3.3　相关知识 192
1．匿名函数lambda 192
2．递归函数 193
7.3.4　拓展任务—使用递归函数求
解斐波那契数列 193
7.3.5　任务评价表 194
任务7-4　绘制政府报告词云图 195
7.4.1　任务单 195
7.4.2　任务实施 196
7.4.3　相关知识 198
1．初识模块 198
2．导入模块 199
3．pyinstaller模块 200
4．中文分词模块jieba 201
5．词云生成模块Wordcloud 202
6．海龟绘图模块turtle 203
7．random模块 211
8．time模块 213
7.4.4　拓展任务—使用turtle绘制
太极标志和太阳花 215
7.4.5　任务评价表 216
匠心铸魂领航—让人工智能领域的中国
声音愈发响亮！ 217
练习题 217
模块8　面向对象基础
任务8-1　创建与使用类 219
8.1.1　任务单 219
8.1.2　任务实施 220
8.1.3　相关知识 221
1．面向对象相关基本概念 221
2．类的创建 221
3．对象的创建和使用 222
4．构造方法 222
5．析构方法 223
6．成员变量 224
7．实例方法 225
8.1.4　拓展任务—完善类
MobilePhone 225
8.1.5　任务评价表 225
任务8-2　方法的创建与调用 226
8.2.1　任务单 226
8.2.2　任务实施 227
8.2.3　相关知识 227
1．方法概述 227
2．类方法 228
3．静态方法 228
4．抽象方法 228
8.2.4　拓展任务—创建与使用
班级类 230
8.2.5　任务评价表 230
匠心铸魂领航——信息技术从业人员职业
道德规范 231
练习题 231
附录　PyCharm中常用的快捷键
参考文献

1. 皓月繁星：青少年儿童心理成长手册 [主　编　林赞歌 副主编　杜志南]
2. 材料力学 [章宝华 赵新胜 徐斌]
3. 系统集成项目管理工程师考试32小时通关（第3版） [主编　薛大龙 副主编　上官绪阳]
4. 软考论文高分特训与范文10篇——系统分析师（第二版） [薛大龙 邹月平 施游]
5. 黄河海勃湾水利枢纽防凌安全运行 [王战领 王丛发 范瑜彬 著]
6. 大学生心理健康教育 [方雄 著]
7. 达梦数据库管理与应用 [主 编 郭景辉 范丽萍 庄 鑫]
8. 信息系统管理工程师章节习题与考点特训（适配第2版考纲） [主 编 薛大龙 王建平]
9. 网络工程师真题及冲刺卷精析（适用机考） [主编 朱小平 施游]
10. 网络工程师32小时通关（适配第6版考纲） [主编　薛大龙　王开景]
11. 大学语文 [主编　陈秀泉]
12. 平面与色彩构成（微课版） [主编　帅敏　高菲　刘彩虹]
13. 边缘计算与智能视觉应用 [主编 林海 许华宇 徐卉]
14. 零基础玩转国产大模型DeepSeek [徐永冰 张帅 编著]
15. 网络工程师5天修炼（适配第6版考纲） [主编　朱小平 施游]
16. 信息系统项目管理师考试32小时通关（适用第4版考纲） [薛大龙]
17. 信息系统管理工程师考试32小时通关（适配第2版考纲） [薛大龙　刘伟]
18. 土木工程材料检测实训 [洪晓江 达则晓丽 钱波]
19. 科技信息检索与论文写作实用教程 [李振华]
20. 传统山水画论解读与实践 [陈钠 著]
21. Python数据库编程 [主编 殷树友 邢 翀]
22. 计算机基础实训指导 [主编 袁春萍 朱妮]
23. 嵌入式人工智能技术应用（数字教材） [主编 胡娜 杨国勇 晏廷荣]
24. Vienna整流器技术 [桂存兵 著]
25. 变频器与伺服应用 [陈刚 叶云飞]
26. 物联网工程设计与实践 [汤琳 李敏]
27. 炉边夜话——深入浅出话AI [汪建　著]
28. 电商运营与管理 [钟肖英 陈潇]
29. Java面向对象程序设计 [主编 姜春磊 陈虹洁]
30. 信息技术基础（Windows 10+WPS Office）（微课版） [主编　石利平　田辉平　谢盛嘉]