本书针对高等职业教育计算机类专业要求，在项目化、模块化、层次化、活页式等方面做了大量探索。全书分为基础篇和案例篇。基础篇中主要介绍Python程序设计的基础知识，包括Python编程环境搭建、基础数据的处理、组合数据的处理、程序结构设计、函数的构建、基于面向对象的建模与重构等内容。整个基础篇以电商项目中购物车的功能为应用场景，挖掘Python基础知识在项目中的应用，为读者搭建从理论到实践的桥梁。案例篇展示了智能语音应用开发、互联网数据采集、数据分析与可视化、语音智控电灯、图像分类、办公自动化领域内的应用，通过典型案例的演示，让读者体验Python程序的高阶应用。读者可以根据自己的学习方向或兴趣，选学不同的案例，高阶案例是为后续核心课程的学习做铺垫。

本书适合作为高等职业院校计算机类专业的Python程序设计课程教材，也可供对Python程序设计感兴趣的读者自学。

Python是一种入门快、易上手的编程语言。它是一种面向对象、解释型、弱类型的脚本语言，它也是一种功能强大而完善的通用型语言。Python最初被设计用于编写自动化脚本（shell），随着版本的不断更新和语言功能的添加，逐渐应用于独立的、大型项目的开发。目前，Python主要应用于网络开发、数据采集、数据统计分析、人工智能、图形处理、游戏开发和文字处理等领域。党的二十大报告在加快构建新发展格局，着力推动高质量发展方面指出，“推动战略性新兴产业融合集群发展，构建新一代信息技术、人工智能、生物技术、新能源、新材料、高端装备、绿色环保等一批新的增长引擎”。随着信息技术飞速发展和广泛应用，其已成为经济社会转型发展的主要驱动力，是建设创新型国家、制造强国、网络强国、数字中国、智慧社会的基础支撑。信息技术对提升国民信息素养，增强个体在信息社会的适应力与创造力，对个人的生活、学习和工作，对全面建设社会主义现代化国家具有重大意义。

本书使用Anaconda作为Python程序的主要开发环境。Anaconda是一个集成式的开发环境，安装简单，界面友好，自动安装了许多常用的三方库。Anaconda平台中的Jupyter Notebook组件是一个交互性良好的编程环境，操作界面简洁，使用方便。能保存代码及运行结果，方便对照查看，非常适合初学者。

2019年1月，国务院发布《国家职业教育改革实施方案 》（简称“职教20条”），提出建设一大批校企“双元”合作开发的国家规划教材，倡导使用新型活页式、工作手册式教材并配套开发信息化资源。本书由云南交通职业技术学院与科大讯飞有限公司合作编写完成，科大讯飞有限公司与云南交通职业技术学院共建计算机网络专业群，与学校教师共同承担该专业群学生的培养任务。科大讯飞有限公司在产教融合、校企合作的过程中，与学校一同提升产业服务能力，增强了教材的实用性。

本书在项目化、模块化、层次化、活页式等方面做了大量的探索与实践，本书的主要特色如下。

1.构建了Python程序设计教材的模块化结构

本书中的基础篇遵循知识由易到难、由浅入深的规律，内容包括编程环境搭建、基础数据的处理、组合数据的处理、程序结构设计、函数的构建、基于面向对象的建模与重构。主要以案例项目中购物车功能的实现为背景，讲解基础语法知识的应用。案例篇包含智能语音应用开发、互联网数据采集、数据分析与可视化、语音智控电灯、图像分类、办公自动化等典型案例，通过这些案例展示了Python 语言在不同领域内的应用，让初学者对Python 的应用

场景有初步的了解，不同学习方向的学生可以选学相应的内容。

2.构建了融理论知识与技能实践为一体的层次化结构

本书中的知识点服务于各任务中技能的需求，相关知识点和技能点根据重要程度、使用频率进行筛选。在基础篇中，从基础数据的处理到结构数据的处理，从程序结构语句设计到一个完整函数的构建，从函数定义调用到项目的构建，始终遵从由简单到复杂，从局部到整体的原则设计教学内容。每个模块中设计若干任务点，以任务的实践引导学生学习知识。

在案例篇中，每个案例包括知识准备、案例实现、实训练习三个环节，做到了理论与实践相统一。知识准备环节是程序设计中的基本语法与规则；案例实现环节帮助读者分析解决问题的思路，分解案例为多个任务，解析各任务的代码及运行效果；在实训练习环节，设计与案例相近的练习题，实现举一反三、巩固所学。

在授课过程中教师可以通过每个模块中设计的实例练习、项目实施、实训练习三个层次的实践操作巩固学生的学习效果。拓展练习环节学生以全国计算机等级考试二级（Python）真题进行实践练习，为准备参加认证考试的学生提供支持。

3. 构建了线上线下混合式教学资源

本书以学生为中心，在学习平台上发布了线上教学资源，通过图片、视频、测试等信息化资源，提升学生的学习兴趣，让学生课前主动探索，主动了解学习内容；以可互动的立体化、融媒体资源，构建高效互动的学习环境；活页式电子教学资源为职业院校学生的学习思考、积极进取提供了条件。

本书由云南交通职业技术学院赵一瑾、李蔚娟和科大讯飞有限公司殷振华任主编，云南交通职业技术学院毛睿、苏裕、黄凯章任副主编。感谢科大讯飞有限公司参与教材的规划、指导及评价工作。

由于编者水平有限，书中难免存在疏漏和不足之处，敬请专家与读者批评指正，编者邮箱为445405207@qq.com。

编者

2023 年5 月

基础篇  1
项目一Python编程环境搭建  2
项目引入  2
学习目标  2
学习导图  3
知识准备  3
项目实施  9
任务一学习准备  9
任务二安装Anaconda编程环境  9
任务三编写第一个程序  13
实训练习  14
实训一安装PyCharm开发环境  14
实训二输入/输出语句的使用  15
知识点自测  16
项目二基础数据的处理  17
项目引入  17
学习目标  17
学习导图  17
知识准备  18
项目实施  32
任务一购买列表中数字对象的计算与输出  32
任务二商品列表中字符对象的计算与输出  33
实训练习  34
实训一格式化输出商品信息  34
实训二打印出用户的BMI  34
知识点自测  35
项目三组合数据的处理  36
项目引入  36
学习目标  36
学习导图  37
知识准备  37
项目实施  63
任务一认识Python 的数据结构  63
任务二使用列表存储商品信息  64
任务三使用元组存储客户信息  65
任务四利用字典记录用户订单信息  67
任务五利用集合处理商品信息列表  68
实训练习  68
实训一编写订单查询程序  68
实训二编写用户通信录程序  69
知识点自测  70
项目四程序结构设计  71
项目引入  71
学习目标  71
学习导图  72
知识准备  72
项目实施  87
任务一使用条件结构筛选购买商品  87
任务二使用循环结构输出购买列表  88
任务三保存与读取用户的购买列表  91
实训练习  95
实训一编写程序求自然数m 和n 之间所有能被3 整除的数之和  95
实训二水仙花数的打印  96
知识点自测  96
项目五函数的构建  97
项目引入  97
学习目标  97
学习导图  98
知识准备  98
项目实施  109
任务一用函数重构用户列表输出功能  109
任务二用函数重构商品筛选功能  111
任务三用函数重构用户购买列表的读取  112
实训练习  114
实训一编写一个计算图形周长和面积的函数  114
实训二编写一个用于乘方运算的递归函数  114
实训三编写一个具备异常处理机制的日期计算函数  114
知识点自测  115
项目六基于面向对象的建模与重构  116
项目引入  116
学习目标  116
学习导图  117
知识准备  117
项目实施  132
任务一商品与订单模块的UML 建模  132
任务二使用面向对象思想重构用户与订单模块  134
实训练习  135
实训设计航空购票系统的UML 图  135
知识点自测  135
案例篇  136
案例一智能语音应用开发  137
案例引入  137
学习目标  137
知识准备  138
案例实现  141
任务一注册智能语音开放平台  141
任务二创建应用并获取鉴权信息  142
任务三语音合成  143
任务四语音听写  148
实训练习  151
案例二互联网数据采集  152
案例引入  152
学习目标  152
知识准备  152
案例实现  157
任务一配置开发环境  157
任务二分析网页结构  157
任务三获取和解析网页源码  159
任务四保存爬取结果  160
任务五翻页爬取图书数据  161
实训练习  163
案例三数据分析与可视化  165
案例引入  165
学习目标  165
知识准备  166
案例实现  169
任务一项目环境搭建  169
任务二数据的读取与预处理  170
任务三数据的筛选  171
任务四数据的分析与可视化  172
任务五数据的情感预测分析  178
实训练习  181
案例四语音智控电灯  182
案例引入  182
学习目标  182
知识准备  183
案例实现  186
任务一注册AIUI 账号与测试  186
任务二调用语音识别与测试  189
任务三控制电灯开关与测试  194
任务四调试语音智控电灯与发布  196
实训练习  198
案例五图像分类  199
案例引入  199
学习目标  199
知识准备  199
案例实现  204
任务一配置TensorFlow 环境  204
任务二识别图像数据  206
任务三训练分类模型  210
任务四优化模型  214
任务五发布模型  216
实训练习  218
案例六办公自动化  219
案例引入  219
学习目标  219
知识准备  220
案例实现  230
任务一核对提交数据  231
任务二统计Excel 表格数据  233
任务三批量生成Word 通知  238
任务四合并PDF 文档  242
实训练习  243
参考文献  244

    赵一瑾，云南交通职业技术学院

本书适合作为高等职业院校计算机类专业的Python程序设计课程教材，也可供对Python程序设计感兴趣的读者自学。