Python語言基礎與套用

課程性質

課程定位

Python語言基礎與套用課程面向零編程基礎的大學生和社會公眾，講授Python語言基礎，培養學生計算思維的能力，並講解Python語言中經典的擴展模組，讓學生能用Python語言解決各種常見問題。

適應對象

Python語言基礎與套用課程適應於對Python這門語言有興趣的任何同學。

開課信息

開課次數	開課時間	授課教師	學時安排	參與人數
第1次開課	2018年11月29日~2019年02月14日	陳斌	2~3小時每周	40449人
第2次開課	2019年03月14日~2019年05月23日			20689人
第3次開課	2019年10月10日~2019年12月19日			57707人
第4次開課	2020年02月20日~2020年04月30日			87546人
第5次開課	2020年10月08日~2020年12月17日			37597人

（註：表格內容參考資料）

課程簡介

Python語言基礎與套用課程內容包括編程與計算思維、Python語言歷史、開發環境、程式設計風格和語言整體概覽、基本數據類型和容器類型、基本計算語句和控制流結構、函式定義與參數、若干基本擴展模組介紹與套用、面向對象編程、例外處理和生成器等高級語言特性、若干高級擴展模組的介紹與套用。

課程大綱

第1、2次課程大綱

01引子

介紹編程和計算思維，Python語言歷史現狀

課時

課程1 我們為什麼要學習編程？

課程2 程式是什麼？如何用計算思維解決問題？

課程3 Python語言的歷史和現狀

02Python語言介紹

Python語言的開發環境和編程風格

課時

課程4 Python語言運行環境（Windows/macOS/Linux）課程5 第一個Python程式

課程6 集成開發工具PyCharm

課程7 上機練習：體驗Python程式

課程8 Python程式設計風格

03Python語言概覽

作為算法語言的一個概貌

課時

課程9 數據對象及其組織

課程10 計算和控制流

04數據類型

數據的基本類型和容器類型。

課時

課程11 基本類型：數值（int/float/complex）

課程12 基本類型：邏輯值（bool）

課程13 基本類型：字元串（str）

課程14 變數和引用

課程15 上機練習：基本數據類型

課程16 容器類型：列表和元組（list/tuple）

課程17 容器類型：字典（dict）

課程18 容器類型：集合（set）

課程19 可變類型和不可變類型

課程20 建立複雜的數據結構

課程21 輸入和輸出（input/print）

課程22 上機練習：容器類型操作

05計算和控制流

基本的計算和組織計算的控制流結構。課時

課程23 自動計算過程

課程24 控制流程

課程25 控制流：條件分支語句（if）

課程26 控制流：條件循環（while）

課程27 控制流：疊代循環（for）

課程28 上機練習：基本的計算程式

課程29 代碼組織：函式（def）

課程30 代碼組織：函式的參數

課程31 上機練習：創建並調用函式

課程32 引用擴展模組（import）

06基本擴展模組

學習一些常用的基本擴展模組，可以幫助解決很多問題。

課時

課程33 時間相關：datetime模組

課程34 時間相關：calendar模組

課程35 時間相關：time模組

課程36 幾個算術模組（math/cmath/decimal/fractions/random）

課程37 持久化模組（shelve）

課程38 文本檔案讀寫

課程39 上機練習：計時和檔案處理

課程40 簡單的圖形界面（easygui）

課程41 海龜製圖（turtle）

課程42 上機練習：簡單繪圖

07高級特性

學習面向對象、生成器等一些Python語言的高級特性

課時

課程43 面向對象：什麼是對象？

課程44 面向對象：類的定義與調用

課程45 面向對象：類定義中的特殊方法

課程46 自定義對象的排序

課程47 面向對象：類的繼承

課程48 上機練習：類和對象

課程49 例外處理

課程50 推導式

課程51 生成器函式

課程52 上機練習：生成器

08高級擴展模組

幾個用於處理複雜任務的高級擴展模組的簡介，如果想用好這些模組，還需要有網路、資料庫、數理統計等方面的基礎知識。

課時

課程53 圖像處理庫（PIL）

課程54 Web服務框架（Flask）

課程55 網路爬蟲（requests, Beautiful Soap）

課程56 數據可視化（matplotlib）

課程57 上機練習：高級擴展模組套用

（註：課程大綱排版從左到右列）

第3-5次課程大綱

一、引子(51min)

課程1 我們為什麼要學習編程？(20min)

課程2 程式是什麼？如何用計算思維解決問題？(17min)

課程3 Python語言的歷史和現狀(14min)

章節一測驗

二、Python語言介紹與概覽(94min)

課程4 Python語言運行環境（Windows/macOS/Linux）(9min)

課程5 第一個Python程式(9min)

課程6 集成開發工具PyCharm(13min)

課程7 上機練習：體驗Python程式(9min)

課程8 Python程式設計風格(17min)

課程9 數據對象及其組織(17min)

課程10 計算和控制流(17min)

章節二測驗

章節二作業

三、數據類型（一）(84min)

課程11 基本類型：數值（int/float/complex）(25min)

課程12 基本類型：邏輯值（bool）(13min)

課程13 基本類型：字元串（str）(25min)

課程14 變數和引用(11min)

課程15 上機練習：基本數據類型(9min)

章節三測驗

章節三作業

四、數據類型（二）（105min）

課程16 容器類型：列表和元組（list/tuple）(21min)

課程17 容器類型：字典（dict）(22min)

課程18 容器類型：集合（set）(17min)

課程19 可變類型和不可變類型(13min)

課程20 建立複雜的數據結構(8min)

課程21 輸入和輸出（input/print）(17min)

課程22 上機練習：容器類型操作（5min）

章節四測驗

章節四作業

五、計算和控制流（一）（70min）

課程23 自動計算過程（10min）

課程24 控制流程（10min）

課程25 控制流：條件分支語句（if）（11min）

課程26 控制流：條件循環（while）（17min）

課程27 控制流：疊代循環（for）（16min）

課程28 上機練習：基本的計算程式（4min）

周二（1.1）直播

章節五測驗

章節五作業

六、計算和控制流（二）（63min）

課程29 代碼組織：函式（def）（21min）

課程30 代碼組織：函式的參數（12min）

課程31 上機練習：創建並調用函式（4min）

課程32 引用擴展模組（25min）

周二（1.8）直播

章節六測驗

章節六作業

七、基本擴展模組（118min）

課程33 datetime模組

課程34 calendar模組

課程35 time模組

課程36 幾個算術模組

課程37 持久化模組

課程38 檔案文本讀寫模組

課程39 上機練習：計時和檔案處理

課程40 簡單的圖形界面模組

課程41 海龜作圖

課程42 上機練習：簡單繪圖

周二（0115）直播

章節七測驗

章節七作業

八、高級特性（一）：面向對象（78min）

課程43 面向對象：什麼是對象？

課程44 面向對象：類的定義與調用

課程45 面向對象：類定義中的特殊方法

課程46 自定義對象的排序

課程47 面向對象：類的繼承

課程48 上機練習：類和對象

周二（0122）直播

章節八測驗

章節八作業

九、高級特性（二）與高級擴展模組（112min）

課程49 例外處理

課程50 推導式

課程51 生成器函式

課程52 上機練習：生成器

課程53 圖像處理庫（PIL)

課程54 Web服務框架（Flask）

課程55 網路爬蟲（requests, Beautiful Soup）

課程56 數據可視化（matplotlib）

課程57 上機練習：高級擴展模組套用

周二（1.29）直播

章節九測驗

（註：課程大綱排版從左到右列）

課前預備

學習資料

書名	作者	出版時間
《Python Cookbook 3rd Edition Documentation》	David Beazley和Brian K. Jones	2017年
《零基礎學python（第二版）》	老齊	2019年
《線上Python代碼規範》	unity0703	2015年

課程特色

Python語言基礎與套用課程注重Python語言的實踐與套用，在課程中穿插了生動案例和編程練習，引導學生積極建立計算思維模式，通過程式算法解決問題來加深對程式語言的學習體會。並具備進一步繼續學習數據結構與算法、人工智慧、大數據處理等課程的能力。

教師簡介

陳斌：獲得北京大學計算機科學技術系學士、碩士和博士學位，北京大學地球與空間科學學院教師，博士，教學教授。