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Unit 00

課程簡介與學習地圖

Python 能做什麼、這條路徑怎麼學、CodeLab 怎麼用
Interaction導覽 10 minute(s)

Learning Objectives

  • 了解 Python 可以用在哪些領域,以及學完原生語法之後可以往哪裡延伸
  • 掌握本軌道 Module 00~22 的學習地圖:基礎、流程控制、容器、函數、模組與檔案、進階
  • 準備好開發工具:Python 3、Visual Studio Code、Jupyter
  • 學會使用 CodeLab:逐步播放、再跑一次、小測驗、實作題與「我的學習」

為什麼學 Python

Python 語法簡潔、容易閱讀,第一次寫程式的人也能很快上手;同時它又足夠強大, 從網站到人工智慧都有人用它。學會 Python 的原生語法之後,可以依照自己的興趣往不同方向延伸:

方向 常用的工具(函數庫) 可以做什麼
網站後端 Flask、Django 個人網站、網路服務的 API
聊天機器人 LINE、Telegram、Discord 的 API 自動回覆、提醒、查詢服務
網路爬蟲 Requests、Beautiful Soup、Selenium 自動收集網頁上的公開資料
資料處理與分析 NumPy、pandas、Matplotlib 統計、整理表格、畫出資料圖
機器學習 scikit-learn、TensorFlow 分類、預測、影像與語音辨識
嵌入式裝置 Raspberry Pi、NVIDIA Jetson 感測器、機器人、邊緣運算

不論你是理工、電資、文管還是其他科系,這些方向都有可以結合的地方: 理工可以用 Matplotlib 畫實驗數據圖,文管可以用 pandas 做統計、寫爬蟲收集資料。

本軌道專注在 Python「原生」語法,也就是所有延伸方向共同的地基。

學習地圖:從基礎到進階

本軌道對應 Module 00~22 共 23 堂課,建議依序學習;每一課都建立在前面的觀念上。

階段 單元 你會學到
起步 00 課程簡介、01 Python 簡介 工具準備、第一支程式
基礎 02 變數、03 數值型態、04 運算子、05 字串、06 輸入與輸出 資料怎麼存、怎麼算、怎麼印出來
流程控制 07 條件判斷、08 迴圈 讓程式做選擇、重複執行
容器 09 串列、10 元組、11 字典、12 集合 一次管理很多筆資料
函數 13 函數設計、14 函數的引數、15 匿名函數與變數可見度 把程式拆成可重複使用的零件
模組與檔案 16 模組、17 例外處理、18 檔案讀寫、19 sys 與 os 組織程式、處理錯誤、讀寫檔案
進階 20 正規表達式、21 第三方函數庫、22 物件導向 文字比對、NumPy 與 pandas、類別與物件

前四個階段是所有人都需要的核心;「模組與檔案」之後的內容可以依照需要挑選,作為延伸研習。

版本控制是另一門獨立課程:Git 版本控制。寫作業、做專題都用得到,建議和 Python 一起學。

推薦的開發工具

在 CodeLab 裡,程式直接在瀏覽器執行,不用安裝任何東西就能開始。 當你想在自己的電腦上寫專案時,推薦以下三樣工具(Windows、macOS、Linux 都可以用):

工具 用途
Python 3 執行 Python 程式的直譯器,到 python.org 下載最新版
Visual Studio Code(VS Code) 免費的程式編輯器,安裝 Python 擴充功能後可以編輯、執行、除錯,也內建 Git
Jupyter(JupyterLab/Notebook) 在瀏覽器裡一格一格執行程式,適合資料分析與做筆記

其他像 IDLE(Python 內建)、Spyder、PyCharm、Notepad++ 也都可以,不限制開發環境。 如果手邊只有平板或手機,可以先用 Google Colab 這類線上筆記本。下一個導覽會帶你確認電腦上的工具。

確認你的電腦已經準備好

打開終端機(Windows 是「命令提示字元」或 PowerShell,macOS 是「終端機」),依序輸入下面的指令。版本號碼和你的不一樣沒關係,只要看到 3 開頭的 Python 就可以。還沒安裝也不用急,Module 01 會一步一步帶你裝。

  1. 1

    確認 Python 版本

    輸入 python --version(macOS、Linux 可能要打 python3 --version)。看到 Python 3.x.x 表示已經安裝好了。

  2. 2

    確認套件管理工具 pip

    pip 是安裝第三方函數庫的工具,安裝 Python 時會一起裝好。之後要裝 NumPy、pandas 都靠它。

  3. 3

    確認 VS Code

    安裝 VS Code 時勾選「加入 PATH」,就可以在終端機用 code 指令。code . 會用 VS Code 開啟目前所在的資料夾。

  4. 4

    安裝並啟動 JupyterLab

    用 pip 安裝 JupyterLab,再輸入 jupyter lab,瀏覽器會自動打開操作畫面。使用期間不要關掉這個終端機視窗;要結束時回到終端機按 Ctrl + C。

這段導覽完成了

怎麼使用 CodeLab

每一課由幾種區塊組成。按「下一步」逐一認識它們,走完就完成這段導覽。

  1. 1

    逐步播放:看見程式一步一步怎麼跑

    有程式碼和變數面板的區塊可以逐步播放。按 ▶ 自動播放,或用「上一步」「下一步」自己控制;畫面會標出正在執行哪一行,旁邊顯示每個變數當下的值,播放速度可以調成慢、中、快。播到最後一步,這個區塊就算完成。

  2. 2

    再跑一次:改程式、立刻看結果

    範例程式可以直接修改。改完之後按「再跑一次」,看新的執行過程和原本有什麼不同;改壞了就按「還原範例」回到原本的程式。程式在你的瀏覽器裡執行,第一次需要載入 Python 環境,請稍候幾秒。

  3. 3

    互動小工具:拖曳、切換、觀察

    有些觀念用小工具比較好懂,例如拖曳滑桿看 range() 產生哪些數字、按按鈕看兩個變數是不是指向同一個物件。試著改變每一個選項,先猜結果,再對照畫面。

  4. 4

    小測驗:檢查自己懂了沒

    「想一想」區塊是選擇題,很多題目是「這段程式會印出什麼」。送出後會告訴你對錯與解說;答錯沒關係,回頭再看一次逐步播放,弄懂之後重做,全部答對才算完成。

  5. 5

    實作題:自己寫出來

    實作題會給你一段起始程式,把標示 # TODO 的地方補完,按「執行並檢查」,系統會比對你的輸出和預期輸出。卡住時可以按「看提示」,提示會一條一條揭露。

  6. 6

    我的學習:追蹤進度

    每一課會顯示完成百分比;「我的學習」頁面列出你在每個軌道的進度。沒有登入時,進度只存在這個瀏覽器;登入之後,進度會跟著帳號,換電腦也看得到。

這段導覽完成了

試試看:你的第一支程式

按 ▶ 播放,注意每執行一行,下方的「輸出」就多一行。看完後把 "CodeLab" 改成你的名字,按「再跑一次」。也比較最後兩行:有引號和沒有引號,印出來的結果差在哪裡?

怎麼學比較有效

  • 先動手,再提問:每個範例都改一改、跑一跑,先猜結果再對照畫面,是建立直覺的好方法。
  • 把問題問清楚:卡住時先自己試過幾種寫法,再整理「我想做什麼、我寫了什麼、出現什麼錯誤訊息」。 問題越具體,得到的幫助越實在;問題解決後把解法記下來,之後的你和其他人都用得到。
  • 善用 AI 助教,但要自己驗證:可以請 AI 助教解釋觀念或錯誤訊息,再回到 CodeLab 把它跑一次,確認真的懂了。
  • 寫筆記、用自己的話重述:能用自己的話把一個觀念講給別人聽,通常就代表真的理解了。
  • 尊重智慧財產權:使用網路上的程式碼與素材,要註明來源並遵守授權。

想一想

1.

下面的程式會印出什麼?

print("3 + 4")
2.

下面的程式會印出什麼?

lang = "Python"
print("我在學", lang)
3.

想用 Python 整理表格資料、做統計並畫出長條圖,最適合的函數庫組合是?

第 1 次作答

認識學習地圖與 CodeLab

1.

依照本軌道的學習地圖,下面哪個順序是正確的?

2.

你修改了逐步播放區塊的範例程式,想看看新的執行過程,應該按哪個按鈕?

第 1 次作答

重點精華回顧

  • Python 可以做網站、聊天機器人、爬蟲、資料分析、機器學習與嵌入式裝置;原生語法是這些方向共同的地基。
  • 學習地圖:起步 → 基礎 → 流程控制 → 容器 → 函數 → 模組與檔案 → 進階,建議依序學習。
  • 推薦工具:Python 3、Visual Studio Code、Jupyter;只有平板或手機時可以先用線上筆記本。
  • CodeLab 的用法:逐步播放看執行過程、改程式後「再跑一次」、小測驗檢查理解、實作題自己寫、在「我的學習」追蹤進度。
  • 下一課是 Python 簡介與開發環境;版本控制請看另一門獨立課程「Git 版本控制」。
這一課完成了!
Next lesson:Python 簡介與開發環境
你目前沒有登入,學習進度只存在這個瀏覽器。 Login 後,進度會跟著帳號,換電腦也看得到。