本书依据教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会发布的《新时代大学计算机课程教学基本要求》中关于程序设计基础课程的相关教学要求编写，全书贯彻“OBE+思政”教育理念，旨在培养学生的逻辑思维能力、问题解决能力和应用创新能力。全书以开发学生成绩管理系统为主线，采用项目任务式编写体例，将Python开发环境搭建、语法基础、数据类型、运算符与表达式、控制语句、函数、模块、面向对象编程、异常处理、文件操作、数据处理与可视化等内容融入项目开发中，同时将思政内容无缝嵌入到学习任务中。本书适合作为普通高等院校Python程序设计课程的教材，也可作为对Python编程感兴趣人员的参考读物。

在数字经济时代，新一代信息技术已成为推动国家战略实施、经济转型升级与技术创新的核心要素之一。程序 设计是信息技术的基础。Python作为全球最受欢迎的编程语言之一，凭借简洁的语法、强大的生态和广泛的应用场景，在人工智能、大数据、科学计算等领域发挥着关键作用。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确提出“加快数字化发展，建设数字中国”，而Python程序设计能力的普及正是培养高素质数字人才、支撑产业智能化转型的重要基础之一。
本书依据教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会发布的《新时代大学计算机课程教学基本要求》中关于程序设计基础课程的相关教学要求编写，主要内容涵盖基础语法、典型应用及前沿技术实践，注重理论与实践结合，通过案例驱动帮助读者快速掌握核心技能。编写过程中，编者参考了国内外最新技术趋势和教育理念，采用“OBE+思政”（OBE：outcome-based education，成果导向教育）教育理念，力求内容严谨、易懂、实用。
本书内容主要包括以下几个方面：
Python基础入门：包括Python开发环境Anaconda +Jupyter的搭建；Python基本语法，如缩进规则、注释、简单输入输出等；Python的基本数据类型，如数值（整数、浮点数）、字符串、列表、元组、字典、集合等；运算符与表达式，如算术运算符、比较运算符、逻辑运算符、赋值运算符等，以及表达式的计算规则。
Python程序控制结构：包括条件语句（if-elif-else）、循环语句（for、while）及分支结构（如break、continue、pass）等。
Python函数与模块化编程：包括函数的定义、参数传递（位置参数、关键字参数、默认参数、可变参数）、返回值、作用域等；模块的概念、创建和使用、标准库的使用（如math、os、sys等）。
Python面向对象编程：包括类和对象的定义、继承、多态、封装、类的特殊方法（如__init__、__str__等）。
Python高级特性与异常处理：包括异常的概念、捕获和处理方式（try、except、finally）、自定义异常等；文件的打开、读写、关闭，文件操作模式及文件路径处理等。
Python数据处理与应用开发：数据处理相关的库（如Pandas、NumPy）的使用，涉及数据筛选、数据统计等操作；数据可视化库（如Matplotlib、ECharts）绘制常见图表的方法。
本书主要特色如下：
1．贯彻“OBE+思政”教育理念。本书内容围绕开发“学生成绩管理系统”展开，采用项目任务式编写体例，以成果为目标导向，将需要的知识、技能、情感态度融入项目案例中，学生通过完成实际项目提升自己的知识、技能和价值认知。
2．关注细节和解释程序。对于初学者来说，对细节的解释和说明能够帮助他们更好地理解Python的语法和库的使用；对于有一定经验的读者来说，这些解释和说明也能够为他们提供一些新的思路和启示。
3．思政教育无缝融入项目学习中。本书的案例中融入爱国精神，激发学生的爱国热情、强国志愿、报国行动。项目一融入爱国、创新精神，项目二融入国家战略、《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》，项目三融入协作、团队合作，项目四融入科教兴国、节约环保，项目五融入信息安全、职业素养，项目六融入遵纪守法、诚实守信，项目七融入社会主义核心价值观，项目八融入信创、国产化软件内容。
4．资源丰富。本书配有丰富的教学资源，包括微课视频（92个）、课件、教案、源代码等，读者扫描二维码即可观看教学视频。其他资源可以在中国铁道出版社教育资源数字化平台（https://www.tdpress.com/51eds）下载。
希望本书能助力读者夯实编程基础，提升解决问题的能力，并为个人职业发展、行业创新乃至国家数字经济建设贡献力量。让我们共同探索Python的无限可能，迈向技术赋能的新未来。
本书由杨建清、王素丽、李春平任主编，何小平、李俊、李贞辉、张锴任副主编，谢文广、詹贤平参与编写。各章编写分工如下：项目一由李贞辉编写，项目二由谢文广编写，项目三由詹贤平编写，项目四由何小平编写，项目五由李春平编写，项目六由王素丽编写，项目七由
杨建清、张锴编写，项目八由李俊编写，杨建清、王素丽和李春平负责本书的架构组织及统稿。
由于时间仓促，加之学识有限，书中难免存在不妥和疏漏之处，恳请各位读者批评指正。



编 者
2025年3月

项目一使用Python基本数据类型开发学生成绩管理系统1任务一安装和测试Python程序集成开发环境2任务二定义学生成绩管理系统中的变量7任务三定义学生成绩管理系统中变量的数据类型12任务四分析学生成绩管理系统中运算符的使用17任务五学生成绩管理系统的格式化输出25项目二组合数据类型在学生成绩管理系统中的应用36任务一使用列表存储学生管理系统中的课程数据37任务二使用元组存储学生管理系统中的课程数据50任务三使用字典存储学生管理系统中的成绩数据56任务四使用集合处理问题67项目三控制语句在学生成绩管理系统中的应用79任务一使用选择结构编写学生成绩管理系统80任务二使用循环结构编写学生成绩管理系统88项目四字符串与正则表达式在学生成绩管理系统中的应用103任务一使用字符串方法处理数据录入空格问题104任务二使用正则表达式清洗用户输入的特殊字符和多余空格115项目五函数与模块在学生成绩管理系统中的应用129任务一使用函数编写学生成绩管理系统130任务二模块在学生成绩管理系统中的应用150项目六

杨建清，广东培正学院教师，网络规划师（高级工程师），计算机网络管理高级技师，主要担任计算机网络基础、网络设备配置与管理、网络架构、网络系统集成、信息安全等课程的教学，曾任职于企业，有丰富的教学经验、实践经验和教材编写经验。 王素丽，广州城市理工学院副教授，研究方向为人工智能，主要教授Python程序设计、大学计算机基础等课程，主持和参与多项教研科研项目，撰写并发表教研科研论文13篇，主编和参编教材共4本。 李春平，广东白云学院大数据与计算机学院院长助理，计算机科学与技术专业负责人，教授。主持及参与省级项目12项，主持及参与校级项目18项。出版专著2部、主编教材10部，国内学术期刊发表论文21篇，获得专利3项，软著8项。指导学生参加学科竞赛获得省级以上奖项15项。曾获广东白云学院“优秀教师”、“优秀奋斗者”荣誉称号。曾获广东白云学院科研成果一等奖。

1．贯彻“OBE+思政”教育理念。本书内容围绕开发“学生成绩管理系统”展开，采用项目任务式编写体例，以成果为目标导向，将需要的知识、技能、情感态度融入项目案例中，学生通过完成实际项目提升自己的知识、技能和价值认知。
2．关注细节和解释程序。对于初学者来说，对细节的解释和说明能够帮助他们更好地理解Python的语法和库的使用；对于有一定经验的读者来说，这些解释和说明也能够为他们提供一些新的思路和启示。
3．思政教育无缝融入项目学习中。本书的案例中融入爱国精神，激发学生的爱国热情、强国志愿、报国行动。项目一融入爱国、创新精神，项目二融入国家战略、《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》，项目三融入协作、团队合作，项目四融入科教兴国、节约环保，项目五融入信息安全、职业素养，项目六融入遵纪守法、诚实守信，项目七融入社会主义核心价值观，项目八融入信创、国产化软件内容。
4．资源丰富。本书配有丰富的教学资源，包括微课视频（92个）、课件、教案、源代码等，读者扫描二维码即可观看教学视频。其他资源可以在中国铁道出版社教育资源数字化平台（https://www.tdpress.com/51eds）下载。