课程介绍与 Python 概述

本课共 180 分钟、4 个课时。前半程解决“这门课学什么、为什么学、怎么学”，后半程动手把 Python 环境装好，写出人生第一个程序。

本课地图：6 个模块

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本讲知识点总览

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1.1 授课教师

1.2 课程定位

• 经管类、社科类方向课，共 56 学时；
• 非计算机专业学生的第一门程序设计语言，从零起点讲起；
• 以 Python 为平台，理解并完成数据分析的基本任务。

课程内容主线

• Python 语言基础：语法、数据类型、控制结构、函数、文件；
• NumPy：数值计算与数组运算；
• Pandas：数据读取、清洗、查询、汇总；
• Matplotlib：数据可视化；
• 综合应用：完成一个完整的数据分析任务。

1.3 为什么要学习大数据分析

1.4 课程目标：知识 · 能力 · 素质

1.5 教学内容与学时安排

1.6 教材与教学资源

1.7 教学考核方式

1.8 学习建议

2.1 计算机与程序

计算机是“能够根据一组指令操作数据的机器”，它有两个关键特性：

• 功能性：可以进行数据计算；
• 可编程性：能够根据一系列指令来执行任务。

2.2 程序与指令

程序：一组计算机能识别和执行的指令，每一条指令使计算机执行特定的操作。

• 运行程序时，计算机自动地执行各条指令，有条不紊地工作；
• 计算机的每一个操作，都是根据人们事先指定的指令进行的——这个指令的集合就是程序；
• 写程序，就是把解决问题的步骤用编程语言准确表达出来。

2.3 程序设计语言

程序设计语言是计算机能够理解和识别操作的一种交互体系，越接近人类的自然语言，越容易学习与使用。

• 语句和指令用英文单词表示，接近人们的自然语言；
• 运算符和表达式与日常数学式子差不多，容易理解。

例如计算 BMI：bmi = weight / height**2，含义一目了然。Python 正是这样一种简单、易读的高级语言。

2.4 编程语言的发展

2.5 动手实践：第一个 Python 程序

任务：编写并运行第一个程序，在屏幕上输出一句话。

print("Hello World!")

Hello World!

3.1 Python 的起源与发展

• 创立者：吉多·范罗苏姆（Guido van Rossum），被称为“Python 之父”；
• 名称来自他喜爱的英国喜剧 Monty Python's Flying Circus（并非因为蟒蛇）；
• 1989 年圣诞节，他在荷兰阿姆斯特丹度假时开始编写这种语言；
• 1991 年公开发布第一个版本，2008 年发布 Python 3.0。

3.2 Python 的版本

3.3 Python 的语言特点

3.4 Python 语言的应用

数据分析人工智能科学计算网络爬虫 Web 开发自动化运维云计算常规软件开发 游戏开发智能硬件金融量化医学影像分析

Python 的应用几乎覆盖了软件与数据领域的方方面面；本课程聚焦其中的数据分析方向。

3.5 应用实例：谁在用 Python

3.6 受欢迎程度：TIOBE 排行榜

• 2004 年以后使用率呈线性增长，Python 已成为最受欢迎的程序设计语言之一；
• 生态成熟：数据分析、AI、Web 皆有成熟方案；
• 社区庞大：遇到问题几乎都能找到答案；
• 学习门槛低：特别适合作为第一门编程语言。

4.1 开发环境选择

4.2 什么是 Python 环境

Python 环境 = Python 解释器。解释器像一位翻译官：把你写的程序代码翻译成机器能够理解的二进制并运行。

安装前准备

• 到 python.org 下载对应操作系统（Windows / macOS）的安装包；
• 选择 Python 3.x 版本（如 3.8 及以上）；
• 机房环境与个人电脑均可安装，课程软件包目录也提供了离线安装包。

4.3 安装步骤（一）：自定义安装

4.4 安装步骤（二）：完成安装与验证

4.5 IDLE 的两种使用方式

4.6 文件式编辑：三步走

如果文件已经关闭，可以右键单击 hello.py，选择 Edit with IDLE 重新打开编辑。

4.7 代码书写注意事项

# 这是一个单行注释
name = "Alice"          # 定义变量
if name == "Alice":     # 分支结构，以冒号结尾
    print("你好，Alice")  # 注意缩进：这里是上一行的子语句块

你好，Alice

5.1 什么是扩展库

• 标准 Python 安装包只包含内置模块与标准库，不包含扩展库；
• 扩展库需要单独下载、安装并导入后才能使用；
• 使用 Python 自带的 pip 工具，可以安装、卸载与管理扩展库。

5.2 本课程常用扩展库

5.3 用 pip 安装扩展库

6.1 本课程中的 AI 学习路径

6.2 AI 的四维智能支持

6.3 AI 使用规则

• 基础阶段以自己动手为主，AI 输出只是辅助建议，不能替代独立思考；
• 任何 AI 生成的内容，都要先理解、再验证、后使用；
• 养成写 AI 使用日志的习惯，只需回答三个问题：

6.4 四个 Agent 课堂练习

我在安装 Python（/ 扩展库 numpy）时
遇到如下报错：
（把完整报错信息粘贴在这里）
请问是什么原因？该如何解决？

6.5 课堂上机练习清单

今天的关键收获

• 计算机程序是一组计算机能识别和执行的指令；程序 = 数据 + 算法。
• 编程语言经历了机器语言 → 汇编语言 → 高级语言三个阶段。
• Python 是世界上最流行的编程语言之一，Python 3.x 是当前主流。
• IDLE 提供 Shell 交互式与文件式两种使用方式。
• 扩展库需要用 pip 安装管理，本课程将使用 NumPy、Pandas、Matplotlib、xlrd。
• AI 助手（Agent）会成为你学习的智能助手，但基础能力要靠自己练。

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