内 容 简 介
本书是“高等职业教育计算机类专业系列教材”之一，书中以“案例驱动教学+素养浸润课堂”为核心理念，构建Python编程技术与新时代价值观深度融合的立体化学习体系。全书共7章，通过19个贴近绿色环保、乡村振兴、文化传承等现实场景的案例，系统讲解Python编程核心知识，涵盖开发环境搭建、基础语法、程序控制结构、复合数据类型、函数设计、文件与目录操作及面向对象编程等内容。

前言
在数字经济与科技创新深度融合、国家大力推进“新工科”建设与数字化转型战略的时代背景下，Python作为驱动人工智能、大数据分析和产业智能化的核心语言，其重要性日益凸显。为响应国家“培养高素质技术技能人才”的号召，本书严格遵循教育部颁布的《职业教育专业教学标准-2025年修（制）订》编写，以“案例驱动教学、素养浸润课堂”为核心理念，构建了技术能力培养与价值塑造深度交融的体系，旨在帮助读者在精通Python编程技能的同时，厚植绿色发展、科技创新、文化自信、数据安全等时代精神，成长为兼具卓越专业素养与强烈社会责任感的新时代技术人才。
一、案例驱动，锻造工程实践能力
全书采用“行业应用案例—知识解析—能力迁移”的三阶教学模式。
（1）7大领域应用场景：覆盖智能家居（案例3-2）、健康医疗（案例5-2）、绿色环保（案例3-1）、乡村振兴（案例3-3）、文化传承（案例2-3）、数据安全（案例2-4）、产业升级（案例4-2）等前沿领域。
（2）19个工程化案例：每个案例包含需求分析、技术路线设计及代码实现，如“农产品智能分级程序”（案例3-3）基于多分支决策实现品质智能评价，体现从数据输入到决策输出的完整逻辑链。
（3）渐进式能力路径：从基础名片生成（案例2-1）到面向对象的图书管理系统（案例7-1），构建渐进式能力培养路径。
二、素养深融，树立正确价值观
创新设计“技术承载价值观”的教学范式。
（1）绿色发展：通过碳排放计算器（案例3-1）、垃圾分类处理查询系统（案例7-3）训练生态治理思维。
（2）科技创新：在智能家居控制（案例3-2）、智能光照控制系统（案例5-1）中强化技术报国使命。
（3）健康中国：以BMI指数计算（案例2-2）、疫苗接种系统（案例5-2）培育科学健康管理意识。
（4）乡村振兴：农产品智能分级（案例3-3）、农产品库存管理（案例6-2）服务农业现代化。
（5）数据安全：用户信息脱敏（案例2-4）强化隐私保护法治观念。
（6）文化自信：红色箴言盲盒（案例2-3）、“戏曲研习社”活动管理（案例4-4）赋能文化数字化传承。
三、体系完备，阶梯赋能持续成长
本书遵循认知规律，构建清晰的三阶知识体系。
（1）基础夯实（第1~2章）：包括开发环境搭建、基础语法、数据类型与运算符等Python基础内容，建立编程思维。
（2）能力跃升（第3~5章）：熟练掌握程序控制结构、复合数据类型、函数设计与模块化，培养结构化编程与问题分解能力。
（3）综合应用（第6~7章）：精通文件I/O与数据持久化（含Excel/CSV处理）、面向对象编程（OOP）思想与实践，掌握复杂应用系统开发的核心方法。
“代码有温度，技术有灵魂。”本书不仅能帮助读者掌握Python编程的技能，还能帮助读者提升个人素养，实现铸魂育人的教育功能。期望读者不仅能娴熟驾驭数字技术，更能坚守科技向善的信念，将个人成长融入国家发展大局，以代码为笔、以创新为墨，在数字时代浪潮中书写属于自己的技术华章。
本书配有电子课件、电子教案、习题答案等资源，可通过中国铁道出版社教育资源数字化平台（https://www.tdpress.com/51eds）下载。
本书的编写和统稿工作主要由广西国际商务职业技术学院承担，郑蕾任主编，苏杰、刘毅、黄莹任副主编。其他参与编写人员还有黄绍川、严凤珍、卢美宏、牙珊珊。同时，本书的编写也得到深圳市瑞视云智科技有限公司的鼎力协助——该公司黄莹、李晨、刘春燕、姜宏宇四位工程师，在项目案例提供、项目代码优化、教材内容审读及配套资源开发等关键环节，给予了大量专业支持，在此谨致以诚挚谢意。
限于编者的学识与经验，本书中难免存在疏漏或待完善之处，恳请广大读者不吝批评指正，以助力教材质量进一步提升。
编 者
2025年6月

目录
第1章 Python程序开发入门…………………………………………………………………1
1.1 初识Python ……………………………………………………………………………1
1.1.1 Python概述 ………………………………………………………………………1
1.1.2 Python起源与发展 ………………………………………………………………2
1.1.3 Python的特点 ……………………………………………………………………3
1.1.4 Python应用领域 …………………………………………………………………4
1.2 Python开发前准备 ……………………………………………………………………5
1.2.1 Python解释器安装 ………………………………………………………………5
1.2.2 Python的编程方式 ………………………………………………………………9
1.2.3 Python语法规范 ………………………………………………………………10
1.3 Python开发工具 ………………………………………………………………………11
1.3.1 PyCharm的下载与安装 ………………………………………………………11
1.3.2 PyCharm的使用 ………………………………………………………………14
1.4 代码的组织与使用 ……………………………………………………………………22
1.4.1 模块与包 ………………………………………………………………………23
1.4.2 模块的安装 ……………………………………………………………………23
1.4.3 模块的导入与使用 ……………………………………………………………23
小 结 ………………………………………………………………………………………24
习 题 ………………………………………………………………………………………24
第2章 Python基础…………………………………………………………………………26
【案例2-1】个人名片 ………………………………………………………………………26
案例描述 ………………………………………………………………………………26
知识储备 ………………………………………………………………………………27
1.基本数据类型 …………………………………………………………………27
2.标识符与关键字 ………………………………………………………………30
3.变量与常量 ……………………………………………………………………30
4.输入与输出 ……………………………………………………………………32
案例实现 ………………………………………………………………………………35
【案例2-2】身体质量指数BMI ……………………………………………………………36
案例描述 ………………………………………………………………………………36
知识储备 ………………………………………………………………………………37
1.算术运算符 ……………………………………………………………………37
2.逻辑运算符 ……………………………………………………………………38
3.比较运算符 ……………………………………………………………………39
4.成员运算符 ……………………………………………………………………40
5.赋值运算符 ……………………………………………………………………41
6.运算符优先级 …………………………………………………………………42
案例实现 ………………………………………………………………………………43
【案例2-3】红色箴言盲盒抽取 ……………………………………………………………44
案例描述 ………………………………………………………………………………44
知识储备 ………………………………………………………………………………44
1.函数类型 ………………………………………………………………………44
2. random库 ………………………………………………………………………46
案例实现 ………………………………………………………………………………47
【案例2-4】用户信息脱敏 …………………………………………………………………48
案例描述 ………………………………………………………………………………48
知识储备 ………………………………………………………………………………49
1.字符串索引 ……………………………………………………………………49
2.字符串切片 ……………………………………………………………………50
3.字符串常用方法 ………………………………………………………………51
案例实现 ………………………………………………………………………………52
小 结 ………………………………………………………………………………………53
习 题 ………………………………………………………………………………………54
第3章 程序控制结构………………………………………………………………………56
【案例3-1】碳排放计算器 …………………………………………………………………56
案例描述 ………………………………………………………………………………56
知识储备 ………………………………………………………………………………57
1.程序的组织结构 ………………………………………………………………57
2. if语句 …………………………………………………………………………58
3. if...else语句 ……………………………………………………………………59
4. if...elif...else语句 ………………………………………………………………60
案例实现 ………………………………………………………………………………61
【案例3-2】智能家居控制程序 ……………………………………………………………62
案例描述 ………………………………………………………………………………62
知识储备 ………………………………………………………………………………63
1. for循环 …………………………………………………………………………63
2. while循环 ………………………………………………………………………65
3.无限循环 ………………………………………………………………………66
4.条件判断语句在循环中的运用 ………………………………………………67
案例实现 ………………………………………………………………………………67
【案例3-3】农产品智能分级程序 …………………………………………………………70
案例描述 ………………………………………………………………………………70
知识储备 ………………………………………………………………………………70
1. if语句嵌套 ……………………………………………………………………70
2.循环嵌套 ………………………………………………………………………71
3. continue和break语句 …………………………………………………………72
4.异常处理语句 …………………………………………………………………73
案例实现 ………………………………………………………………………………75
小 结 ………………………………………………………………………………………77
习 题 ………………………………………………………………………………………77
第4章 复合数据类型………………………………………………………………………80
【案例4-1】城市空气质量监测系统 ………………………………………………………80
案例描述 ………………………………………………………………………………80
知识储备 ………………………………………………………………………………80
1.列表基本操作 …………………………………………………………………80
2.常用列表方法 …………………………………………………………………85
3.列表推导式 ……………………………………………………………………88
案例实现 ………………………………………………………………………………90
【案例4-2】新能源汽车销量分析 …………………………………………………………92
案例描述 ………………………………………………………………………………92
知识储备 ………………………………………………………………………………92
1.元组基本操作 …………………………………………………………………92
2.常用元组方法 …………………………………………………………………95
案例实现 ………………………………………………………………………………96
【案例4-3】商品库存管理 …………………………………………………………………97
案例描述 ………………………………………………………………………………97
知识储备 ………………………………………………………………………………98
1.字典基本操作 …………………………………………………………………98
2.常用字典方法 …………………………………………………………………100
案例实现 ………………………………………………………………………………103
【案例4-4】“戏曲研习社”活动管理 ……………………………………………………104
案例描述 ………………………………………………………………………………104
知识储备 ………………………………………………………………………………105
1.集合基本操作 …………………………………………………………………105
2.常用集合方法 …………………………………………………………………108
案例实现 ………………………………………………………………………………109
小 结 ……………………………………………………………………………………110
习 题 ……………………………………………………………………………………110
第5章 函 数…………………………………………………………………………114
【案例5-1】智能光照控制系统 …………………………………………………………114
案例描述 ………………………………………………………………………………114
知识储备 ………………………………………………………………………………115
1.函数定义 ………………………………………………………………………115
2.函数调用 ………………………………………………………………………116
3.参数传递 ………………………………………………………………………116
4.参数解包 ………………………………………………………………………120
5.函数的返回值 …………………………………………………………………121
案例实现 ………………………………………………………………………………122
【案例5-2】疫苗接种信息管理系统 ……………………………………………………124
案例描述 ………………………………………………………………………………124
知识储备 ………………………………………………………………………………125
1.变量作用域 ……………………………………………………………………125
2. global和nonlocal关键字 ………………………………………………………126
案例实现 ………………………………………………………………………………128
【案例5-3】斐波那契数列应用 …………………………………………………………130
案例描述 ………………………………………………………………………………130
知识储备 ………………………………………………………………………………130
1.递归函数 ………………………………………………………………………130
2.匿名函数 ………………………………………………………………………131
案例实现 ………………………………………………………………………………132
小 结 ……………………………………………………………………………………132
习 题 ……………………………………………………………………………………133
第6章 文件与目录操作…………………………………………………………………135
【案例6-1】智慧农业光照数据管理系统 ………………………………………………135
案例描述 ………………………………………………………………………………135
知识储备 ………………………………………………………………………………136
1.文件概述 ………………………………………………………………………136
2.文件路径操作 …………………………………………………………………137
3.文件与目录管理 ………………………………………………………………140
4.文件的打开与关闭 ……………………………………………………………142
5.文件的读写 ……………………………………………………………………143
6.文件的定位读写 ………………………………………………………………146
案例实现 ………………………………………………………………………………147
【案例6-2】农产品库存管理 ……………………………………………………………150
案例描述 ………………………………………………………………………………150
知识储备 ………………………………………………………………………………151
1. Excel文件操作 …………………………………………………………………151
2. CSV文件操作 …………………………………………………………………153
案例实现 ………………………………………………………………………………155
小 结 ……………………………………………………………………………………159
习 题 ……………………………………………………………………………………160
第7章 面向对象…………………………………………………………………………162
【案例7-1】智慧图书借阅管理系统 ……………………………………………………162
案例描述 ………………………………………………………………………………162
知识储备 ………………………………………………………………………………164
1.面向对象编程 …………………………………………………………………164
2.类与对象 ………………………………………………………………………165
3.属性 ……………………………………………………………………………167
4.方法 ……………………………………………………………………………169
5.私有成员 ………………………………………………………………………172
6.构造方法 ………………………………………………………………………173
案例实现 ………………………………………………………………………………174
【案例7-2】几何图形计算器 ……………………………………………………………179
案例描述 ………………………………………………………………………………179
知识储备 ………………………………………………………………………………179
1.封装 ……………………………………………………………………………179
2.继承 ……………………………………………………………………………181
3.方法重写 ………………………………………………………………………184
案例实现 ………………………………………………………………………………185
【案例7-3】垃圾分类处理查询系统 ……………………………………………………188
案例描述 ………………………………………………………………………………188
知识储备 ………………………………………………………………………………188
1.抽象类 …………………………………………………………………………188
2.多态 ……………………………………………………………………………191
案例实现 ………………………………………………………………………………193
小 结 ……………………………………………………………………………………198
习 题 ……………………………………………………………………………………199
参考文献……………………………………………………………………………………202

郑蕾，中共党员，2007年毕业于华中科技大学，硕士学位，现任广西国际商务职业技术学院人工智能学院院长，负责主持二级学院招生工作、教学管理、科研工作、专业建设、师资队伍建设、行政管理建设、校企合作、资产管理等工作。研究专长与研究方向：软件工程、大数据技术。

创新设计技术承载价值观”的教学范式，以案例驱动教学，通过智能家居、健康医疗、绿色环保、乡村振兴、文化传承、数据安全、产业升级等前沿领域现实场景的案例，构建了技术能力培养与价值塑造深度交融的体系，帮助读者成长为兼具卓越专业素养与强烈社会责任感的新时代技术人才。