图书简介
本书是专门为小学生编写的零基础Python语言编程入门教材，分为程序设计、数学编程、海龟编程等3个单元。第1单元讲授变量、数据类型、数学运算、字符串、列表、函数和对象，讲授使用流程图来描述算法，还讲授使用顺序、选择和循环等基本的程序结构编写Python程序；第2单元讲授使用枚举、递推、模拟等方法编程解决方程、逻辑推理等数学问题；第3单元讲授使用海龟绘图功能进行创意绘图和制作趣味游戏。
前言
近年来，从欧美兴起的新一轮青少年编程教育浪潮席卷全球，在中小学阶段推广和普及编程教育已经成为全球各国的共识。2017年7月，国务院发布的《新一代人工智能发展规划》提出，要在中小学阶段设置人工智能相关课程，并逐步推广编程教育。这极大地推动了青少年编程教育在国内的普及。在众多的编程语言中，比较适合广大青少年学习的编程语言是Scratch和Python。青少年可以选择图形化编程语言Scratch作为第一门编程语言，之后转向具有完整编程特性的Python语言。
Python是一种通用型编程语言，它具有良好的可扩展性和适应性，易于学习，被广泛应用于云计算、人工智能、科学运算、Web开发、网络爬虫、系统运维、图形GUI、金融量化投资等众多领域。无论是客户端、云端，还是物联网终端，都能看到Python的身影，可以说，Python的应用无处不在。特别是在移动互联网和人工智能时代，Python越来越受到编程者的青睐，成为近年来热度增长最快的编程语言之一。在TIOBE、RedMonk等世界编程语言排行榜中，Python语言名列前茅。因此，学习Python语言是一个非常不错的选择。
本书特点
(1) 讲授最新的Python 3.7版本，更适合零基础的初学者。
(2) 采用单元课程的形式编排内容，用趣味案例激发学生兴趣，更适合青少年学生学习。
(3) 以解决问题为导向，注重培养编程思维，让学生感受到编程是有用的。同时，讲解编程知识以“够用”为原则，带领初学者避开技术陷阱。
(4) 教学案例丰富多彩，有数学计算、绘画、游戏和人工智能等，让学生体验编程的乐趣。
(5) 每课均有课后练习题，让初学者巩固所学知识。
本书主要内容
本书共分为四个单元。
第1单元是编程基础，安排了16个课程，讲授结构化与面向对象程序设计的基础知识。首先从变量、数据类型、运算符和表达式等基本概念讲起，通过编写输入、处理、〖1〗〖1〗输出“三步曲式”的简单程序以及学习小海龟绘图，逐步熟悉Python开发环境和编程方式；然后讲授使用顺序结构、选择结构和循环结构等编写结构化的程序，同时结合流程图描述算法，逐步掌握结构化的编程思想；最后讲授利用函数进行模块化设计以及面向对象的编程知识。这个单元在教学案例设计上讲究趣味性和知识性，通过解决去火星要多久、八十天环游地球、棋盘麦粒、恺撒加密、莫尔斯码等问题，让初学者感受到编程是有用的，它能够解决身边的问题，从而激发他们学习编程的兴趣。
第2单元是数学与算法，安排了11个课程，讲授基本的算法策略、排序和查找算法、分形图和数学曲线的画法。其中，4个课程讲授使用枚举、递推、模拟等算法策略编程解决方程问题、逻辑推理问题等，案例有隔沟算羊、李白沽酒、水手分椰子等；5个课程讲授冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序和二分查找等算法；还有2个课程讲授勾股树分形图的画法和利用参数方程绘制玫瑰曲线图形，在练习题中还介绍谢尔宾斯基三角形和六角星雪花分形图、心形曲线和蝴蝶曲线的画法。
第3单元是游戏编程，安排了4个课程，讲授使用Pyglet类库编写游戏程序。首先是学习Pyglet编程基础，然后安排了3个趣味游戏项目，分别是公主迎圣诞、疯狂摩托和捕鱼达人。让初学者通过编写游戏程序进行编程实践，以“玩中学”的形式巩固编程知识。
第4单元是人工智能，安排了4个课程，讲授使用OpenCV类库编写人工智能技术应用项目。首先学习OpenCV编程基础，然后安排了3个体验性质的编程项目，分别是人脸识别、目标检测和绘画大师。让初学者通过人工智能技术的应用，消除人工智能技术的神秘感。
推荐学习网站
本书以解决问题为导向来设计各单元课程，通过趣味案例激发学习者的编程兴趣，带领初学者循序渐进地学习Python编程，避开编程中的各种技术陷阱。这有别于其他说明手册式的教材，也是本书的特色所在，更适合初学者作为入门教材学习。限于篇幅，在本书中使用到的各种Python类库、函数及其用法等未能作全面讲解，仅介绍了其基本的用法。作为本书的一个补充，建议Python初学者利用免费的学习网站，作为自己的Python学习手册，遇到不清楚的函数用法、语法规则等问题，可以随时查阅网站中的相关内容。网站的Python教程链接如下：
本书学习资源
本书中的程序基于Python 3.7版本编写，所有示例程序均已调试通过。
读者可以关注微信公众号“小海豚科学馆”获取本书的范例程序文件、游戏素材、数据文件、课后练习题答案等资源，另外还为有需要的读者提供了Python软件安装包、Windows 7 SP1升级包、AVBin库安装包等资源的下载方式。
本书适用对象
本书是零起点教材，适合广大青少年和所有对编程感兴趣的初学者阅读，也适合作为学校编程社团和编程培训机构的教材。
让我们开始奇妙的Python编程之旅吧！
谢声涛
2019年3月
目录
第1 单元编程基础
第1课似曾相识——遇见Python3
第2课计算圆周率——神奇计算器10
第3课编程宣言——hello，world14
第4课照猫画虎——剖析Python程序19
第5课去火星要多久——变量和表达式25
第6课八十天环游地球——函数的使用33
第7课几何拼贴画——海龟绘图42
第8课高烧100℃——顺序结构51
第9课飞向太空——选择结构56
第10课棋盘麦粒——循环结构67
第11课恺撒加密——字符串处理78
第12课素数筛法——列表的使用89
第13课莫尔斯码——字典的使用100
第14课数字黑洞——自定义函数108
第15课图像转字符画——使用库编程120
第16课物以类聚——面向对象编程128
第2单元数学与算法
第17课隔沟算羊——枚举策略143
第18课李白沽酒——递推策略150
第19课水手分椰子——模拟策略155
第20课谁是雷锋——逻辑推理159
第21课向右看齐——冒泡排序164
第22课挑选苹果——选择排序169
第23课整理扑克——插入排序174
第24课分而治之——快速排序179
第25课猜数游戏——二分查找186
第26课勾股树——分形之美192
第27课玫瑰曲线——数学之美200
〖1〗〖1〗第3单元游戏编程
第28课Pyglet编程初步209
第29课公主迎圣诞223
第30课疯狂摩托239
第31课捕鱼达人249
第4单元人工智能
第32课OpenCV编程初步271
第33课人脸识别279
第34课目标检测285
第35课绘画大师291
参考文献296
附录A管理Python第三方模块297
附录BPython初学者常见错误及解决方法300
后记306
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