思维导图学Python 3.7青少年趣味编程

随着人工智能时代的来临，Python已成为时下最火热的编程语言。
本书基于目前新版Python 3.7.3编写而成，分为上、下两册，上册通过案例融合中小学各学科知识，帮助读者了解并掌握Python编程的基础知识；下册以经典数学案例为例，介绍Python编程的核心——算法等相关知识，最终使读者能够学会应用Python解决生活和学习中常见的各类问题。全书共56个实例，每个实例均以一个完整的作品制作为例展开讲解，让孩子们边玩边学，同时结合思维导图的形式，启发和引导孩子们去思考和创造。
本书采用全彩印刷＋全程图解的方式展现，每节课均配有微课教学视频，还提供所有实例的源程序、素材，扫描二维码即可轻松获取相应的学习资源，大大提高学习效率。
本书特别适合中小学生进行编程启蒙使用，适合完全没有接触过编程的家长和小朋友一起阅读。对从事编程教育的老师来说，这也是一本非常好的教程，同时也可以作为中小学兴趣班以及相关培训机构的教学用书。

本书适合编程初学者，以及对Python编程感兴趣的青少年阅读，也适合家长和老师指导孩子们进行程序设计时使用。为充分调动他们的学习积极性，本书在编写时注重体现如下特色：
? 实例丰富：本书案例丰富，内容编排合理，难度适中。每个案例都有详细的分析和制作指导，降低了学习的难度，使读者对所学知识更加容易理解。
? 图文并茂：本书使用图片替换了大部分的文字说明，用图文结合的形式来讲解程序的编写思路和具体操作步骤，学习起来更加轻松高效。
? 资源丰富：考虑到读者自学的需求，本书配备了所有案例的素材和源文件，并录制了相应的微课视频，配套资源不管在数量上还是质量上都有保障。
? 形式贴心：本书几乎对案例程序中的每一段代码都有注释，以便于读者能更好的理解每一行代码的用途，对读者在学习过程中可能会遇到的疑问，以“智慧钥匙”等栏目进行说明，避免读者在学习的过程中走弯路。

这是一本面向10～18岁青少年的非常好玩的Python编程书。让孩子学编程，不是为了将他们培养成未来的程序员，而是希望在其心中播下一颗待萌发的科技种子，因为，学习编程可以激发创造力。
一、为什么要学习编程
所谓编程，就是将人类的想法按照一定的编码规则，编辑成计算机可以识别的语言。学会编程就拥有了一笔宝贵的“人生财富”。编程不仅可以提升孩子的自信心，增强成就感，还有助于孩子培养科学探究精神、养成严谨踏实的良好习惯。正如乔布斯所言：“我认为每个人都应该学习编程，因为它能够教会你如何思考。”具体来说，学习编程有如下优点。
1．培养孩子专注力
爱玩是每个孩子的天性，而学习编程却要求专注，这对大部分较低龄的孩子来说是一项很大的挑战。不过，编程学习可以实现游戏化学习，趣味性十足。通过游戏中的角色代入、关卡设置、通关奖励等手段，可以让孩子自主地沉浸在编程学习情境中，无形当中提升了孩子的学习专注力。
2．培养解决问题的能力
少儿编程注重知识与生活的联系，旨在培养孩子的动手能力。编程能够让孩子的想法变成现实，对孩子的创新能力、解决问题能力、动手能力有很大的帮助。通过编程，孩子可以设计出动画、游戏等，在学中玩，又在玩中学，不断循环反复的过程渐渐培养了孩子解决问题的能力。
3．培养抽象逻辑思维能力
编程就好比解一道数学难题，需要把复杂的问题化解成一个一个小问题，然后逐一突破，最终彻底解决。在这个过程中，孩子需要考虑到程序的各个方面，通过不断实践调试，修改一个又一个错误，抽象逻辑思维得到了很好的锻炼。
4．培养勇于试错的能力
在编程的世界里，犯错是常态，可以说编程就是一个不断试错的过程，但它的调试周期较短，试错成本低。这样孩子们在潜移默化中内心变得更加强大，能以更加平和的心态面对挫折和失败。无论哪个成长阶段，这样良好的心理状态始终是社会生存的必备技能。
二、为什么选择Python
Python是目前非常流行的编程语言，它简单易用，同时功能强大，在网络、爬虫、大数据、人工智能等领域都有广泛应用，非常适合青少年用作学习编程的入门语言。通过学习Python，你很快就能编写出属于自己的实用程序，体会编程的乐趣。具体来说，Python有如下优点。
1．简单易学
Python相对其他编程语言来说，语法简单，代码可读性高，容易入门，非常适合编程初学者使用。
2．资源丰富
Python有着非常强大的标准库和第三方库。想要通过计算机实现任何功能，基本上Python官方库里都有相应的模块进行支持，直接下载即可调用。
3．兼容性好
由于Python的开源本质，Python程序可以无须修改移植到Windows、Linux等主流系统平台上运行，从而有效避免了使用需依赖系统的问题。
三、本书结构
本书分为上、下两册，上册通过案例融合中小学各学科知识，帮助读者了解并掌握Python编程的基础知识；下册以经典数学案例为例，介绍Python编程的核心——算法等相关知识，最终使读者能够学会应用Python解决生活和学习中常见的各类问题。每册均分为8个单元，每单元包含3～4个案例，每个案例以1个完整的作品制作为例展开讲解，内容结构编排如下。
体验空间：从试一试开始，体验案例的乐趣，思考案例是如何实现的。
探秘指南：详细讲解作品的规划、构思和编程思路。
探究实践：从准备活动到程序编写，图文结合，详细指导案例的制作。
智慧钥匙：拓展延伸相关知识，丰富知识体系。
挑战空间：通过练习，巩固学习效果。
四、本书使用
本书以目前新版Python 3.7.3为载体，同样适用于其他版本。为了有较好的学习效果，建议学习本书时遵循以下几点。
兴趣为先：针对案例，结合生活实际，善于发现有趣的问题，乐于去解决问题。
循序渐进：对于初学者，刚开始新知识可能比较多，但不要害怕，更不能急于求成。以小小案例为中心，层层铺垫，再拓展应用，提高编程技巧。
举一反三：由于篇幅有限，本书案例只是某方面的代表，我们可以用书中解决问题的方法，解决类似案例或者题目。
交流分享：在学习的过程中，建议和小伙伴一起学习，相互交流经验和技巧，相互鼓励，攻破难题。
动手动脑：初学者最忌讳的是“眼高手低”，对于书中所讲的案例，不能只限于纸上谈兵，应该亲自动手，完成案例的制作，体验创造的快乐。
善于总结：每次案例的制作都会有收获，在学习之后，别忘了总结制作过程，理清错误根源，为下一次创作提供借鉴。
五、本书特点
本书适合编程初学者，以及对Python编程感兴趣的青少年阅读，也适合家长和老师指导孩子们进行程序设计时使用。为充分调动他们的学习积极性，本书在编写时注重体现如下特色。
实例丰富：本书案例丰富，内容编排合理，难度适中。每个案例都有详细的分析和制作指导，降低了学习的难度，使读者对所学知识更加容易理解。
图文并茂：本书使用图片替换了大部分的文字说明，用图文结合的形式来讲解程序的编写思路和具体操作步骤，学习起来更加轻松高效。
资源丰富：考虑到读者自学的需求，本书配备了所有案例的素材和源文件，并录制了相应的微课视频，配套资源不管在数量上还是质量上都有保障。
形式贴心：本书几乎对案例程序中的每一段代码都有注释，以便于读者能更好地理解每一行代码的用途，对读者在学习过程中可能会遇到的疑问，以“智慧钥匙”等栏目进行说明，避免读者在学习的过程中走弯路。
六、本书作者
本书作者团队成员有省级教研人员以及具有多年教学经验的中小学信息技术教师，深谙孩子们的学习心理，已经编写并出版过多本少儿编程相关图书，有着丰富的编写经验。
本书由方其桂、王芳、刘斌、刘蓓、王军、梁祥、张小龙、汪瑞生、刘锋、靳婷等人编写，配套学习资源由方其桂整理制作。
虽然编者尽力认真构思验证，反复审核修改，但由于时间和精力有限，书中难免有不足之处，衷心希望广大读者不吝指正，对本书提出宝贵的意见和建议。

著者

上册目录
第1单元信息课堂融合应用——编程准备工作
第1课 我把派神请回家／002
知识点：软件下载、安装与设置
第2课 走进派神的世界／008
知识点：编程环境介绍，编写、运行、修改语句
第3课 调侃派神也不难／013
知识点：初识input、if-else、print语句
第4课 编程学习要规范／018
知识点：读懂Python调试的反馈信息、注释、缩进和BIF

第2单元数学课堂计算多——顺序结构
第5课 我是计算小能手／025
知识点：常量，变量，赋值
第6课 小天才进阶之路／030
知识点：常见数据类型，字符串连接，数据类型转换
第7课 推理判断我也行／037
知识点：布尔运算，逻辑表达式
第8课 方程求解难不倒／041
知识点：流程图，顺序结构

第3单元物理课堂融合应用——分支结构
第9课 温度变化转换器／047
知识点：if语句，条件表达式，单分支选择结构
第10课 阿基米德的浮力／052
知识点：if-else语句，三元表达式，双分支选择结构
第11课 判断凸透镜成像／057
知识点：if-elif-else语句，多分支选择结构
第12课 探究物质的密度／063
知识点：if嵌套语句，选择结构的嵌套

第4单元重重复复画图形——循环结构
第13课 重复绘制多边形／070
知识点：for循环基本格式，调用海龟模块，海龟前进
第14课 寻找规律创意秀／076
知识点：while循环基本格式，设置笔的颜色、粗细
第15课 复杂图形分步骤／082
知识点：循环的嵌套格式，循环嵌套的应用
第16课 组合图形有技巧／087
知识点：中断语句continue，中断语句break

第5单元语文课堂融合应用——列表、元组和字典
第17课 经典词语建列表／094
知识点：创建列表，列表索引，列表遍历
第18课 管理我的知识库／099
知识点：添加元素，删除元素，插入元素
第19课 知识建构重技巧／105
知识点：创建元组，元素查找，元素输出
第20课 知识归纳效益高／111
知识点：创建字典，新增元素，字典输出

第6单元英语课堂融合应用——字符串
第21课 大写小写我来定／119
知识点：数字编码和字符转换，upper()函数，lower()函数，capitalize()函数
第22课 关键词语会替换／124
知识点：replace()函数，translate()函数
第23课 单词排列巧对齐／128
知识点：ljust()函数，rjust()函数，center()函数
第24课 英文单词快统计／133
知识点：Len()函数，count()函数

第7单元体育课堂融合应用——函数
第25课 比赛随机对阵表／139
知识点：常用函数，常用函数的应用
第26课 健康指数是多少／146
知识点：导入模块函数，模块函数的应用
第27课 身高大小顺序排／152
知识点：自定义函数，自定义函数的应用
第28课 燃烧我的卡路里／158
知识点：调用自定义函数，函数返回值

第8单元音乐课堂融合应用——模块
第29课 依照歌谱来演奏／164
知识点：导入内部模块，调用内部模块函数，beep()函数参数设置
第30课 指挥派神来唱歌／169
知识点：安装外部模块，调用外部模块，控制音频文件的播放、停止
第31课 编写我的播放器／175
知识点：调用tkinter模块，添加图形模块窗口组件，设计音乐播放器界面
第32课 爬取歌曲排行榜／180
知识点：调用BeautifulSoup模块，应用爬虫获取歌曲排行与歌曲


下册目录
第1单元趣味除法
第1课 最小公倍数／002
知识点：比较变量大小，求出较大的变量，变量递增，求最小公倍数
第2课 最大公约数／007
知识点：for循环，多条件判断，枚举法，求最大公约数
第3课 分数求和／012
知识点：分数数列，累加求和，jion()函数，字符串输出

第2单元趣味整数
第4课 自守数／019
知识点：自守数定义，乘方运算，取余运算
第5课 勾股数／024
知识点：勾股定理，平方和运算，求根运算，判断变量类型
第6课 水仙花数／029
知识点：水仙花数定义，拆分三位数，立方和运算，浮点数除法

第3单元趣味素数
第7课 列举素数／035
知识点：枚举算法应用，for循环嵌套
第8课 孪生素数／039
知识点：自定义函数，函数调用
第9课 可逆素数／045
知识点：递归算法应用，print打印应用

第4单元趣味图表
第10课 九九乘法表／051
知识点：for循环，range()函数
第11课 杨辉三角／055
知识点：for…in…循环嵌套
第12课 回型矩阵／060
知识点：if-else语句

第5单元趣味猜想
第13课 冰雹猜想／066
知识点：数据类型的相互转换，while循环
第14课 尼科彻斯定理／071
知识点：解析算法应用，字符串拼接
第15课 哥德巴赫猜想／076
知识点：枚举算法应用，自定义函数应用

第6单元趣味方程
第16课 百鸡百钱／082
知识点：方程，循环嵌套，利用枚举法解决“百鸡百钱”问题
第17课 鸡兔同笼／086
知识点：range()函数，赋值运算符，利用枚举法解决“鸡兔同笼”问题
第18课 三色球问题／091
知识点：format()函数，比较运算符，利用枚举法解决“三色球问题”问题

第7单元逻辑推理
第19课 斐波那契数列／097
知识点：递推法，交换变量
第20课 神探断案／103
知识点：枚举法，关系运算符==、!=
第21课 汉诺塔／108
知识点：递归法，自定义函数，形参与实参

第8单元趣味游戏
第22课 掷骰子／115
知识点：while True用法，选择与循环结构嵌套
第23课 10点半／121
知识点：函数定义，选择嵌套，循环控制
第24课 抢21／128
知识点：随机函数，人机交互设计