Python 基本語法與常用指令教材

適合程式設計入門、IoT 控制、資料處理與自動化腳本課程的 Python 基礎教材。

重點是讓學生能快速理解語法、能自己撰寫程式、能讀懂錯誤訊息並除錯。

Python 基礎語法 入門教材 實作教學

一、教學目標

  • 理解 Python 的基本語法結構
  • 熟悉變數、輸入輸出、條件判斷、迴圈
  • 理解函式、串列、字典等常用資料結構
  • 學會執行 Python 程式與安裝套件
  • 具備撰寫簡單應用程式的能力

二、Python 的特色

  • 語法簡潔，適合教學
  • 可用於網頁、AI、資料分析、自動化、IoT
  • 有大量第三方套件可使用
  • 非常適合初學者建立程式設計觀念
對電子系或 IoT 課程來說，Python 是很好的入門語言，因為它能快速接感測器、網路與資料處理。

三、如何執行 Python

1. 查看版本

python3 --version

2. 進入互動模式

python3

3. 執行 Python 檔案

python3 hello.py

4. 建立第一個程式

nano hello.py
print("Hello Python")
python3 hello.py

四、輸出與註解

1. 輸出文字

print("Hello World")
print("歡迎學習 Python")

2. 單行註解

# 這是一行註解
print("test")

3. 多行字串

message = """這是一段
多行文字
可用來做說明"""
print(message)

五、變數與資料型態

1. 變數

name = "Alice"
age = 20
height = 165.5
is_student = True

2. 常見資料型態

型態 範例 說明
str"hello"字串
int123整數
float3.14浮點數
boolTrue, False布林值
list[1, 2, 3]串列
dict{"a":1}字典

3. 查看型態

x = 123
print(type(x))

六、輸入與型別轉換

1. 使用 input()

name = input("請輸入姓名: ")
print("你好,", name)

2. 數字輸入要轉型

age = int(input("請輸入年齡: "))
print(age + 1)

3. 常見型別轉換

a = int("123")
b = float("3.14")
c = str(100)
初學者常犯錯是忘記把 input() 轉成 int 或 float，導致數字運算失敗。

七、運算子

類型 符號 範例
加減乘除+ - * /3 + 2
整除//7 // 2
餘數%7 % 2
次方**2 ** 3
比較== != > < >= <=x == 10
邏輯and or notx > 0 and x < 10

八、條件判斷 if / elif / else

score = int(input("請輸入分數: "))

if score >= 90:
    print("A")
elif score >= 80:
    print("B")
elif score >= 70:
    print("C")
else:
    print("D")
Python 用縮排表示程式區塊，這是非常重要的語法特性。

九、迴圈 for 與 while

1. for 迴圈

for i in range(5):
    print(i)

2. while 迴圈

count = 0
while count < 5:
    print(count)
    count += 1

3. break 與 continue

for i in range(10):
    if i == 5:
        break
    print(i)
for i in range(5):
    if i == 2:
        continue
    print(i)

十、字串操作

text = "Python"
print(text[0])
print(len(text))
print(text.lower())
print(text.upper())

字串格式化

name = "Tom"
age = 20
print(f"我的名字是 {name}, 年齡是 {age}")
f-string 是目前最推薦初學者學的字串格式化方式。

十一、串列 list

fruits = ["apple", "banana", "orange"]
print(fruits[0])
fruits.append("grape")
print(fruits)
print(len(fruits))

走訪串列

for fruit in fruits:
    print(fruit)

常見操作

十二、字典 dict

student = {
    "name": "Alice",
    "age": 20,
    "major": "EE"
}

print(student["name"])
print(student["age"])
student["grade"] = "A"
print(student)

走訪字典

for key, value in student.items():
    print(key, value)

十三、函式 function

def hello(name):
    print("Hello", name)

hello("Richard")

有回傳值的函式

def add(a, b):
    return a + b

result = add(3, 5)
print(result)

預設參數

def greet(name="student"):
    print("Hello", name)

greet()
greet("Tom")

十四、模組與 import

import math
print(math.sqrt(16))
import random
print(random.randint(1, 10))
from datetime import datetime
print(datetime.now())
這一節很適合帶學生理解「函式庫」與「重用程式碼」的概念。

十五、檔案讀寫

1. 寫入檔案

with open("test.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    f.write("Hello Python")

2. 讀取檔案

with open("test.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    content = f.read()
    print(content)
建議從一開始就教學生使用 with open(...)，因為這是較安全且標準的寫法。

十六、例外處理 try / except

try:
    num = int(input("請輸入整數: "))
    print(10 / num)
except ValueError:
    print("輸入的不是整數")
except ZeroDivisionError:
    print("不能除以 0")
這一節非常適合培養學生的除錯觀念，讓他們知道錯誤不是失敗，而是程式運作的一部分。

十七、常用 pip 指令

指令 用途
python3 -m pip install 套件名安裝套件
python3 -m pip uninstall 套件名移除套件
python3 -m pip list查看已安裝套件
python3 -m pip show 套件名查看套件資訊
python3 -m pip install -U 套件名更新套件

範例

python3 -m pip install requests
python3 -m pip list

十八、虛擬環境 venv

如果課程稍微進階，建議讓學生知道虛擬環境的概念。

python3 -m venv myenv
source myenv/bin/activate
python3 -m pip install requests

離開虛擬環境：

deactivate

十九、常見錯誤與提醒

錯誤 原因 建議
IndentationError縮排錯誤確認空白數量一致
NameError變數名稱錯誤或未定義檢查拼字
TypeError型態不符確認資料型別
ValueError轉型失敗確認輸入內容格式
ModuleNotFoundError模組未安裝用 pip 安裝

二十、建議課堂練習

  1. 撰寫一個輸入姓名並打招呼的程式
  2. 撰寫一個計算兩數相加的程式
  3. 輸入成績並判斷等第
  4. 用 for 迴圈輸出 1 到 10
  5. 建立一個串列並計算總和
  6. 建立字典儲存學生資料並輸出
  7. 寫一個函式計算矩形面積
  8. 讀寫一個文字檔

二十一、延伸方向

二十二、結語

只要把這些基礎語法打穩，學生就能很快接上資料處理、感測器控制、網路通訊與自動化應用。Python 最重要的不是背語法，而是理解程式如何一步一步解決問題。

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