Python程序开发基础（AI+微课版）

体系完善： 全面涵盖Python基础、底层编程逻辑、AI辅助编程等知识。

模式创新： 采用“项目引领+任务驱动+AI辅助”三位一体的教学模式。

注重实践： 每个知识点都有丰富的案例，有效提高读者的编程实践能力。

前　　言

2025年5月，教育部在世界数字教育大会上启动“国家教育数字化战略行动2.0”，要求促进人工智能助力教育变革，将对人工智能赋能教育进行全景扫描，这说明人工智能（Artifical Intelligence，AI）时代已经到来。在科技不断推陈出新的时代，掌握和运用AI是不落后于时代的必要之举。而Python语言作为实现AI的首选语言，具有良好的开发效率，它在Web开发、网络爬虫、数据分析、游戏开发、机器学习等领域表现出众，是人们非常推崇的一门优秀的编程语言。

本书的编写特色主要体现在如下方面：

（1）体系完善。本书全方位讲解了Python程序开发的基本知识、底层编程逻辑和AI辅助编程，内容设计由浅入深，循序渐进。

（2）体例先进。本书按照“活页式+项目任务”模式进行编写，重点介绍在Windows平台基于Pycharm与AI Assistant进行Python程序开发的相关内容。每个任务由“任务单”“信息单”“评价单”三个部分组成，各任务是独立的，可单独成课。学生通过“任务单”明确学习目标和学习成果，激发学习动力；通过“信息单”学习理论知识和实践技能，积累知识、提升技能；通过“评价单”可反馈学习中的不足，明确改进方向。每个项目的最后有项目总结和巩固训练，总结后再提高，整体符合职业教材的编排。

（3）注重实践。本书围绕不同的知识点列举了大量案例，通过分析和操作帮助学生掌握编程技巧，并在任务实践部分引入AI工具辅助编写程序，将编程变成一件非常简单的事情。

（4）融入思政。本书以推进“课程思政”、落实“立德树人”为根本，在每个项目目标中以职业素养形式提出要求，并在教学内容中融入思政元素，在爱国情怀、创新精神、职业道德、工匠精神上都有所体现。

（5）资源丰富。本书配有精品在线开放课，学生既可以登录爱课程进行在线学习也可以扫描书上二维码进行线下学习。

本书教学参考时数为64学时，各项目的参考课时见下表。

项目 教学内容 课时分配

理论教学 实践训练

项目1

搭建Python开发环境 任务1　搭建Python开发环境IDLE 2 2

任务2　使用集成开发工具PyCharm

任务3　配置AI编程插件AI Assistant

任务4　掌握Python程序风格与注释

项目2

Python中的输入输出 任务1　打印超市购物小票 2 2

任务2　获取身体健康指数

项目3

Python中的流程控制 任务1　换算体重 4 4

任务2　BMI健康指数分类

任务3　高空抛物

任务4　设计猜数游戏

项目4

Python中的字符串 任务1　判断密码强度 2 2

任务2　过滤敏感词

项目5

Python中的组合数据 任务1　报数游戏 4 4

任务2　比赛对手

任务3　识别单词

项目6

Python中的函数 任务1　模拟计算器 4 4

任务2　斐波那契数列

项目7

文件读写及数据格式化 任务1　查询身份证归属地 4 4

任务2　输出杨辉三角形

项目8

Python中的面向对象 任务1　获取网页数据 4 4

任务2　设计人机猜拳游戏

项目9

异常处理 任务1　为查询身份证归属地添加异常 4 4

任务2　检测系统密码异常

机动 2 2

合计 32 32

本书由赵艳莉、曾鑫担任主编，皮览月、牧杨子、邓亚妹、肖玉芳担任副主编，赵艳莉负责全书的框架设计、版式设计、通稿和资源整理。

由于作者水平有限，书中难免存在错误和不妥之处，敬请广大读者批评指正。

编　者

2025年5月

前言
项目1　搭建Python开发环境 001
任务1　搭建Python开发环境IDLE 002
任务单 002
信息单 003
一、Python简介 003
二、Python编程环境 005
评价单 011
任务2　使用集成开发工具PyCharm 012
任务单 012
信息单 013
一、下载并安装PyCharm集成开发
工具 013
二、配置PyCharm解释器并运行
程序 016
评价单 019
任务3　配置AI编程插件AI Assistant 020
任务单 020
信息单 021
一、AI Assistant简介 021
二、安装AI Assistant 021
三、配置AI Assistant 022
四、验证AI Assistant功能 023
评价单 024
任务4　掌握Python程序风格与注释 025
任务单 025
信息单 026
一、第一个Python程序 026
二、Python程序的风格 030
三、Python注释语句 031
任务实践：运行程序 032
评价单 035
项目总结 036
巩固练习 036
项目2　Python中的输入输出 037
任务1　打印超市购物小票 038
任务单 038
信息单 039
一、标识符与关键字 039
二、常量与变量 040
三、数据的输入输出 043
任务实践：打印购物小票 045
评价单 046
任务2　获取身体健康指数 047
任务单 047
信息单 048
一、简单数据类型 048
二、运算符与优先级 050
三、格式化输出 057
任务实践：计算BMI 059
评价单 061
项目总结 062
巩固练习 062
项目3　Python中的流程控制 065
任务1　换算体重 066
任务单 066
信息单 067
一、IPO程序控制 067
二、顺序结构 067
任务实践：换算体重 068
评价单 071
任务2　BMI健康指数分类 072
任务单 072
信息单 073
一、单分支if语句 073
二、双分支if-else语句 075
三、多分支if-elif语句 077
四、if嵌套 080
任务实践：BMI健康指数分类 082
评价单 085
任务3　高空抛物 086
任务单 086
信息单 087
一、while循环结构 087
二、for循环 089
三、range()函数 091
四、循环嵌套 093
五、循环中的else语句 095
任务实践：高空抛物 096
评价单 099
任务4　设计猜数游戏 100
任务单 100
信息单 101
一、break语句 101
二、continue语句 102
三、pass语句 104
任务实践：设计猜数游戏 104
评价单 108
项目总结 109
巩固练习 109
项目4　Python中的字符串 112
任务1　判断密码强度 113
任务单 113
信息单 114
字符串的创建 114
任务实践：判断密码强度 116
评价单 119
任务2　过滤敏感词 120
任务单 120
信息单 121
一、字符串的常见操作 121
二、字符串的索引与切片 124
任务实践：过滤敏感词 126
评价单 128
项目总结 129
巩固练习 129
项目5　Python中的组合数据 131
任务1　报数游戏 132
任务单 132
信息单 133
一、认识列表 133
二、列表的操作 135
三、嵌套列表 139
任务实践：报数游戏 141
评价单 143
任务2　比赛对手 144
任务单 144
信息单 145
一、认识元组 145
二、元组的操作 147
任务实践：比赛对手 148
评价单 151
任务3　识别单词 152
任务单 152
信息单 153
一、认识集合 153
二、认识字典 157
任务实践：单词识别 164
评价单 167
项目总结 168
巩固练习 168
项目6　Python中的函数 170
任务1　模拟计算器 171
任务单 171
信息单 172
一、认识函数 172
二、函数参数的传递 174
三、函数的返回值 177
四、变量作用域 177
任务实践：模拟计算器 179
评价单 182
任务2　斐波那契数列 183
任务单 183
信息单 184
一、函数的特殊形式 184
二、常用内置函数 186
任务实践：斐波那契数列 187
评价单 190
项目总结 191
巩固练习 191
项目7　文件读写及数据格式化 193
任务1　查询身份证归属地 194
任务单 194
信息单 195
认识文件 195
任务实践：查询身份证归属地 203
评价单 207
任务2　输出杨辉三角形 208
任务单 208
信息单 209
任务实践：输出杨辉三角形 213
评价单 217
项目小结 218
巩固练习 218
项目8　Python中的面向对象 220
任务1　获取网页数据 221
任务单 221
信息单 222
一、面向对象概述 222
二、类与对象 223
三、特殊方法 227
任务实践：获取网页数据 231
评价单 234
任务2　设计人机猜拳游戏 235
任务单 235
信息单 236
一、继承 236
二、多态 242
任务实践：设计人机猜拳游戏 244
评价单 248
项目小结 249
巩固练习 249
项目9　异常处理 251
任务1　为查询身份证归属地添加异常 252
任务单 252
信息单 253
一、认识异常 253
二、捕捉异常 255
任务实践：为查询身份证归属地
　　　添加异常 261
评价单 264
任务2　检测系统密码异常 265
任务单 265
信息单 266
一、抛出异常 266
二、自定义异常 270
任务实践：检测系统密码异常 271
评价单 274
项目小结 275
巩固练习 275

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