近年來，從歐美興起的新一輪青少年編程教育浪潮席卷全球，在中小學(xué)階段推廣和普及編程教育已經(jīng)成為全球各國的共識(shí)。2017年7月，國務(wù)院發(fā)布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》提出，要在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，并逐步推廣編程教育。這極大地推動(dòng)了青少年編程教育在國內(nèi)的普及。在眾多的編程語言中，比較適合廣大青少年學(xué)習(xí)的編程語言是Scratch和Python。青少年可以選擇圖形化編程語言Scratch作為第一門編程語言，之后轉(zhuǎn)向具有完整編程特性的Python語言。
Python是一種通用型編程語言，它具有良好的可擴(kuò)展性和適應(yīng)性，易于學(xué)習(xí)，被廣泛應(yīng)用于云計(jì)算、人工智能、科學(xué)運(yùn)算、Web開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)爬蟲、系統(tǒng)運(yùn)維、圖形GUI、金融量化投資等眾多領(lǐng)域。無論是客戶端、云端，還是物聯(lián)網(wǎng)終端，都能看到Python的身影，可以說，Python的應(yīng)用無處不在。特別是在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能時(shí)代，Python越來越受到編程者的青睞，成為近年來熱度增長最快的編程語言之一。在TIOBE、RedMonk等世界編程語言排行榜中，Python語言名列前茅。因此，學(xué)習(xí)Python語言是一個(gè)非常不錯(cuò)的選擇。
本書特點(diǎn)
(1) 講授最新的Python 3.7版本，更適合零基礎(chǔ)的初學(xué)者。
(2) 采用單元課程的形式編排內(nèi)容，用趣味案例激發(fā)學(xué)生興趣，更適合青少年學(xué)生學(xué)習(xí)。
(3) 以解決問題為導(dǎo)向，注重培養(yǎng)編程思維，讓學(xué)生感受到編程是有用的。同時(shí)，講解編程知識(shí)以夠用為原則，帶領(lǐng)初學(xué)者避開技術(shù)陷阱。
(4) 教學(xué)案例豐富多彩，有數(shù)學(xué)計(jì)算、繪畫、游戲和人工智能等，讓學(xué)生體驗(yàn)編程的樂趣。
(5) 每課均有課后練習(xí)題，讓初學(xué)者鞏固所學(xué)知識(shí)。
本書主要內(nèi)容
本書共分為四個(gè)單元。
第1單元是編程基礎(chǔ)，安排了16個(gè)課程，講授結(jié)構(gòu)化與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)。首先從變量、數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符和表達(dá)式等基本概念講起，通過編寫輸入、處理、〖1〗〖1〗輸出三步曲式的簡單程序以及學(xué)習(xí)小海龜繪圖，逐步熟悉Python開發(fā)環(huán)境和編程方式；然后講授使用順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)等編寫結(jié)構(gòu)化的程序，同時(shí)結(jié)合流程圖描述算法，逐步掌握結(jié)構(gòu)化的編程思想；最后講授利用函數(shù)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)以及面向?qū)ο蟮木幊讨�識(shí)。這個(gè)單元在教學(xué)案例設(shè)計(jì)上講究趣味性和知識(shí)性，通過解決去火星要多久、八十天環(huán)游地球、棋盤麥粒、愷撒加密、莫爾斯碼等問題，讓初學(xué)者感受到編程是有用的，它能夠解決身邊的問題，從而激發(fā)他們學(xué)習(xí)編程的興趣。
第2單元是數(shù)學(xué)與算法，安排了11個(gè)課程，講授基本的算法策略、排序和查找算法、分形圖和數(shù)學(xué)曲線的畫法。其中，4個(gè)課程講授使用枚舉、遞推、模擬等算法策略編程解決方程問題、邏輯推理問題等，案例有隔溝算羊、李白沽酒、水手分椰子等；5個(gè)課程講授冒泡排序、選擇排序、插入排序、快速排序和二分查找等算法；還有2個(gè)課程講授勾股樹分形圖的畫法和利用參數(shù)方程繪制玫瑰曲線圖形，在練習(xí)題中還介紹謝爾賓斯基三角形和六角星雪花分形圖、心形曲線和蝴蝶曲線的畫法。
第3單元是游戲編程，安排了4個(gè)課程，講授使用Pyglet類庫編寫游戲程序。首先是學(xué)習(xí)Pyglet編程基礎(chǔ)，然后安排了3個(gè)趣味游戲項(xiàng)目，分別是公主迎圣誕、瘋狂摩托和捕魚達(dá)人。讓初學(xué)者通過編寫游戲程序進(jìn)行編程實(shí)踐，以玩中學(xué)的形式鞏固編程知識(shí)。
第4單元是人工智能，安排了4個(gè)課程，講授使用OpenCV類庫編寫人工智能技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目。首先學(xué)習(xí)OpenCV編程基礎(chǔ)，然后安排了3個(gè)體驗(yàn)性質(zhì)的編程項(xiàng)目，分別是人臉識(shí)別、目標(biāo)檢測(cè)和繪畫大師。讓初學(xué)者通過人工智能技術(shù)的應(yīng)用，消除人工智能技術(shù)的神秘感。
推薦學(xué)習(xí)網(wǎng)站
本書以解決問題為導(dǎo)向來設(shè)計(jì)各單元課程，通過趣味案例激發(fā)學(xué)習(xí)者的編程興趣，帶領(lǐng)初學(xué)者循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)Python編程，避開編程中的各種技術(shù)陷阱。這有別于其他說明手冊(cè)式的教材，也是本書的特色所在，更適合初學(xué)者作為入門教材學(xué)習(xí)。限于篇幅，在本書中使用到的各種Python類庫、函數(shù)及其用法等未能作全面講解，僅介紹了其基本的用法。作為本書的一個(gè)補(bǔ)充，建議Python初學(xué)者利用免費(fèi)的學(xué)習(xí)網(wǎng)站runoob.com作為自己的Python學(xué)習(xí)手冊(cè)，遇到不清楚的函數(shù)用法、語法規(guī)則等問題，可以隨時(shí)查閱網(wǎng)站中的相關(guān)內(nèi)容。runoob.com網(wǎng)站的Python教程鏈接如下：
http://www.runoob.com/python3
本書學(xué)習(xí)資源
本書中的程序基于Python 3.7版本編寫，所有示例程序均已調(diào)試通過。
讀者可以關(guān)注微信公眾號(hào)小海豚科學(xué)館獲取本書的范例程序文件、游戲素材、數(shù)據(jù)文件、課后練習(xí)題答案等資源，另外還為有需要的讀者提供了Python軟件安裝包、Windows 7 SP1升級(jí)包、AVBin庫安裝包等資源的下載方式。
讀者也可以加入QQ群26356297獲取本書資源包，還能和本書作者及網(wǎng)友在線交流，互相學(xué)習(xí)和分享經(jīng)驗(yàn)。
由于編者水平有限，書中難免有不妥之處，還請(qǐng)讀者朋友不吝賜教。請(qǐng)讀者關(guān)注作者公布的微信公眾號(hào)和QQ群，以便及時(shí)了解本書的最新勘誤信息。
本書適用對(duì)象
本書是零起點(diǎn)教材，適合廣大青少年和所有對(duì)編程感興趣的初學(xué)者閱讀，也適合作為學(xué)校編程社團(tuán)和編程培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的教材。
讓我們開始奇妙的Python編程之旅吧！

謝聲濤
2019年3月