第 01 课
课程导入:认识 Python 与星潮生存战
本课将带你认识课程路线,理解 Python 在网站服务器端、自动化、数据科学、深度学习与生成式 AI 工作流中的角色以及源代码如何被执行,分清内置功能、标准库、自己的文件和第三方包,并学会在终端与交互式解释器之间切换,最后完成 Python 3.10.11、VS Code、Pygame 和《星潮生存战》的运行。
从认识 Python 到挑战《星潮生存战》
先看 Python 怎样连接自动化、网页、数据与 AI,再读懂程序运行链,分清终端与交互式解释器,按逐屏指引完成安装、文件运行和配置,亲手运行《星潮生存战》并查看排行榜结果。

最终运行时,你会移动飞船、自动攻击来敌、选择升级,并观察生命、经验、连杀和星潮变化。
点击图片可以查看完整截图学完你将能够
学习目标
- 说清课程成绩构成与六章学习路线。
- 说明 Python 在网站服务器端、自动化、数据科学、深度学习与生成式 AI 工作流中的常见角色。
- 区分 Python 语言、CPython 实现、.py 文件、python.exe、VS Code、pip 和 Pygame。
- 解释 CPython 从源代码、字节码到运行结果的基本过程。
- 区分内置功能、标准库、自己的 .py 文件与第三方包,解释 pip、PyPI、程序包与镜像的关系。
- 确认 Python 3.10.11、解释器位置、pip 位置和 Pygame 版本。
- 区分终端提示符与 >>>,进入并退出交互式解释器,使用 cd 找到程序所在文件夹。
- 下载单个 game.py,在同一文件夹中创建并运行 hello.py。
- 使用在线或离线模式完成一局《星潮生存战》,确认本机记录与上传结果。
开始操作前
准备工作
- 准备一台可以安装软件的 Windows 电脑,并确保自己知道软件安装位置。
- 保持网络可用,用于打开 Python、VS Code 和微软 Python 扩展的官方页面。
- 准备一个自己拥有写入权限的文件夹,用于保存 game.py 和本机游戏记录。
- 遇到版本或路径不一致时先停在当前步骤,确认解释器后再继续。
本课学习路线
按照学习模块逐步完成
每个模块都包含理解、跟随操作和独立实践。先看完整路线
认识课程路线与成绩构成
这门课程从第一次运行程序开始,逐步走向工程计算、数据分析和智能感知。先知道怎样学习与怎样形成成绩,后面的每一步会更有方向。课程成绩由学习过程与期末考试共同组成
过程性学习与期末考试各占总评成绩的一半。你需要在平时保存真实的操作结果,也需要在期末能够阅读、分析和编写基础程序。
网页中的互动、学习记录和指定任务用于帮助你持续学习;本课游戏既用于确认环境,也可以把在线模式的最高有效分加入班级榜和课程总榜。
总评成绩构成
每一项都对应不同的学习行为,合计为 100%。
左右滑动表格,可查看完整内容
| 成绩项目 | 比例 | 主要学习成果 |
|---|---|---|
| 出勤 | 5% | 按课程要求参加学习 |
| 课堂表现 | 5% | 参与互动、完成操作并分析问题 |
| 实践或作业 | 20% | 完成实验、练习并保存真实运行结果 |
| 线上或阶段学习 | 20% | 完成网页互动、阶段任务和学习记录 |
| 期末考试 | 50% | 闭卷笔试,考查概念、程序阅读与基础编程 |
六章学习路线与实践成果
每一章都会把新知识连接到一个可以运行、可以说明结果的实践成果。
左右滑动表格,可查看完整内容
| 章节 | 课次 | 主要内容 | 实践成果 |
|---|---|---|---|
| 第一章 | 01—03 | 环境、基础语法与工程计算 | 工程计算小程序 |
| 第二章 | 04—06 | 流程控制、函数与模块 | 感知数据流程小工具 |
| 第三章 | 07—09 | 文件、数据集与异常处理 | 数据集文件确认工具 |
| 第四章 | 10—12 | 类、对象、实验记录与测试 | 实验结果管理器 |
| 第五章 | 13—18 | 科学计算、数据分析与可视化 | 感知结果统计分析与可视化 |
| 第六章 | 19—24 | 数据划分、训练、测试与复现 | 手写数字识别 |
用一句话描述自己的学习路线
从上表选择一个最期待的实践成果,并说出在到达它之前需要经过的章节。
- 说出自己最期待的实践成果。
- 指出它属于哪一章。
- 说明自己会保存哪些真实操作结果。
认识地位、用途与运行方式
理解 Python 为什么重要,以及它能做什么
Python 是一门高级、通用的编程语言。它既能把重复操作写成小脚本,也能连接网站服务器、科学计算、深度学习和生成式 AI。先看它在这些工作中负责什么,再分清 Python、CPython 和 python.exe。Python 常常负责组织步骤并调用专业工具
“库”或“程序包”是别人已经写好、可以重复使用的功能集合。你用 Python 写出任务步骤,再调用库完成网站服务、文件处理、数据计算或模型训练。
今天许多自然语言、图像识别和生成式 AI 工作流,会用 Python 准备数据、定义和训练模型、评价结果或调用模型。Python 不是整个 AI 系统,但它是连接数据、模型、算法与算力的常用开发入口。
从本课的 hello.py 到后面的手写数字识别,使用的仍然是 Python;变化的是你调用的库、使用的数据、模型和计算设备。高性能计算还可能由 C、C++、CUDA、GPU 或其他工具共同完成。
同一种 Python,在五类工作中扮演什么角色
Python 的地位不只是能完成某一种任务,而是能把许多专业工具连接成完整工作流。
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| 方向 | Python 常负责什么 | 还需要什么 |
|---|---|---|
| 网站服务器端 | 接收请求、处理业务、读写数据、提供接口 | HTML、CSS、JavaScript、数据库 |
| 自动化脚本 | 批量处理文件、表格和重复步骤 | 文件格式、权限和明确规则 |
| 数据科学 | 使用 NumPy、Pandas 等完成计算、整理和绘图 | 可靠数据、数学与统计知识 |
| 深度学习 | 使用 PyTorch、TensorFlow 定义、训练和评价模型 | 数据集、算力和评价方法 |
| 生成式 AI | 准备输入、调用模型、处理输出并接入程序 | 训练好的模型或服务、隐私保护和事实核对 |

本机浏览器实拍:现在不需要读懂每一行,只观察两点——Python 用来定义神经网络,PyTorch 可以把模型计算交给 CPU 或 GPU。
点击图片可以查看完整截图Python、CPython 与 python.exe 不是同一个对象
Python 是语言名称,它规定代码应该怎样写;hello.py 是学生按照这些规则写出的源代码文件。只有规则和文件还不够,电脑还需要一套真正能读取并运行代码的软件。把语言规则做成这套软件,就叫作一种“实现”。
CPython 是 Python 最初、维护最充分且使用最广泛的实现。本课程从 Python 官方网站安装的 Python 3.10.11 就属于 CPython。
在 Windows 中安装 CPython 后,会得到 python.exe。当你输入 python hello.py 时,python.exe 会读取并运行 hello.py。可以记成:Python 是规则,CPython 是整套实现,python.exe 是这套实现中实际调用的执行程序。
CPython 名称中的 C 表示它主要使用 C 语言开发,不表示你要用 C 写程序;你编写的仍然是 Python 代码。Python 还有 PyPy、MicroPython 等其他实现,本课程统一使用 CPython。
一个有趣的小故事:Python 这个名字来自英国喜剧《Monty Python's Flying Circus》,不是因为蟒蛇。这个名字短而独特,也延续了 Python 社区轻松、好记的命名风格。
VS Code 是帮助你编写、查看和管理文件的编辑器。只安装 VS Code 并不等于已经安装 Python。
沿箭头观察四层关系:Python 规定怎样写,CPython 把规则做成运行软件,Windows 中的 python.exe 读取 hello.py 并产生结果。
手机上可左右滑动;点击图片可以查看完整图先分清四个核心对象
以后出现运行问题时,先判断问题属于语言规则、整套实现、源文件还是执行程序。
左右滑动表格,可查看完整内容
| 名称 | 它是什么 | 可以怎样理解 |
|---|---|---|
| Python | 编写程序的语法和规则 | 一门语言 |
| CPython | 按照 Python 规则开发的一整套运行软件 | 本课程使用的具体实现 |
| hello.py | 保存 Python 源代码的文件 | 用这门语言写出的内容 |
| python.exe | Windows 中 CPython 提供的执行程序 | 实际读取并运行源文件的程序 |
判断 Python 在任务中负责哪一部分
从网站服务器端、自动化脚本、数据科学、深度学习和生成式 AI 中任选三个,分别说出 Python 负责的步骤,以及至少一个仍需配合的工具或知识。
- 能说出三个方向中 Python 的具体作用。
- 至少指出一次“Python 不等于整个系统”:网页界面、数据、模型或计算设备仍需配合。
- 能用自己的话区分 Python、CPython、.py 文件、python.exe、库和 AI 模型。
用数据看趋势
正确阅读编程语言流行程度数据
编程语言榜单会选择不同的数据来源和统计方法。名次可以帮助我们观察趋势,却不能证明某种语言适合所有任务。Python 流行程度数据快照
下面是带日期的结果。阅读时既要看名次,也要看它实际测量了什么。
左右滑动表格,可查看完整内容
| 来源与日期 | Python 表现 | 统计重点 |
|---|---|---|
| TIOBE,2026 年 8 月 | 第 1,18.53% | 网络可见度,不代表“最好的语言” |
| GitHub Octoverse,2025 年 | 按月贡献者口径第 2 | GitHub 上的贡献者与代码活动 |
| Stack Overflow 调查,2025 年 | 使用率同比增加 7 个百分点 | 参与调查的开发者自报使用情况 |
把榜单当作观察角度,不当作万能结论
同一种语言在不同榜单中名次不同,并不表示其中一个结果必然错误。先看统计对象、时间和计算方法,再解释差异。
Python 在数据、人工智能、自动化、网站服务和科研计算中拥有丰富工具,但学习 Python 仍需要结合数学、数据、测试和专业知识。

本机浏览器实拍的 TIOBE 官网页面:先观察日期、Python 的第 1 名和 18.53%,再记住评分衡量公开关注度,不代表语言质量。
点击图片可以查看完整截图
GitHub 官方图表按每月贡献者数量观察语言活动,2025 年 8 月 Python 位列第 2。它与 TIOBE 测量的对象不同,两个名次不能直接比较。
点击图片可以查看完整截图比较两个榜单的口径
选择表中的两个来源,分别说出它们测量什么,再说明为什么名次不能直接比较。
- 说出两个来源各自关注的数据。
- 说明数据对应的年份或月份。
- 避免把“更流行”直接说成“适合所有任务”。
理解执行原理
读懂 CPython 从源代码到运行结果的过程
上一模块解决了 CPython 的定位:它是本课程使用的整套 Python 实现。现在继续观察这套软件内部怎样把 .py 文件变成运行结果。字节码是解释器使用的中间指令
源代码是学生阅读和编写的 Python 文本。CPython 内部会先分析语法并把源代码编译为 Python 字节码,再由其中负责执行字节码的部分运行这些指令,最终得到结果。
字节码不是处理器能够直接运行的机器码。导入模块时,部分字节码可能缓存在 __pycache__ 文件夹中;本课只需要理解这条执行链。
game.py 不会变成 python.exe。python.exe 在安装 CPython 时已经存在,它负责读取并运行 game.py。
沿箭头观察 CPython 路线:Python 源代码先变成字节码,再由解释器执行并得到结果。
手机上可左右滑动;点击图片可以查看完整图复述一条完整执行链
从 Python 源代码开始,沿图依次说出字节码、解释器和运行结果。
- 指出学生直接编写的是源代码。
- 说明字节码是解释器使用的中间指令。
- 说明“解释型”不等于内部完全没有编译。
先认识运行工具
分清源文件、解释器、VS Code 和扩展的职责
安装 Python 之前,先分清写代码与执行代码分别由谁负责。本模块只认识源文件、解释器、编辑器和扩展;安装 Python 成功并配置好 VS Code 后,再学习怎样安装第三方程序包。写代码与运行代码需要哪些对象
先记住最基本的分工:源文件保存代码,编辑器帮助编写,解释器真正执行,扩展负责把编辑器与解释器连接起来。
左右滑动表格,可查看完整内容
| 工具 | 主要职责 | 不能替代什么 |
|---|---|---|
| .py 源文件 | 保存学生编写的 Python 代码 | 文件本身不会主动执行 |
| Python 3.10.11 解释器 | 执行 Python 代码 | 不能替代代码编辑器 |
| VS Code | 编写、查看和管理文件 | 不能替代 Python 解释器 |
| 微软 Python 扩展 | 让 VS Code 选择解释器、运行和调试 Python | 安装扩展不等于安装 Python |
先复述最基本的运行关系
从在 VS Code 中打开 .py 文件开始,说到所选择的 Python 解释器执行文件。
- 指出 .py 文件保存的是源代码。
- 说出 VS Code 与微软 Python 扩展各自负责什么。
- 指出真正执行代码的是 Python 解释器,而不是编辑器窗口。
建立统一环境
安装并确认课程统一使用的 Python 3.10.11
全班使用同一版本,可以让安装步骤、依赖版本和运行结果更一致。Python 3.10.11 是本课程统一版本,不代表当前最新版本。完成 Python 3.10.11 安装
- 01
- 02
打开 3.10.11 发布页并找到正确文件
先核对页面标题是 Python 3.10.11,再向下滚动到 Files。找到 Windows installer (64-bit) 这一行并点击。不要点击页面上方的 Python install manager,它不是本课采用的安装方式。
打开 Python 3.10.11 官方发布页
操作 02 · 选择正确安装文件 本机浏览器实拍:先在页面上方核对标题为 Python 3.10.11,再向下滚动,在 Files 表格中点击 Windows installer (64-bit)。
点击图片可以查看完整截图完成后应看到浏览器开始下载 python-3.10.11-amd64.exe,文件名中包含 3.10.11 和 amd64。
- 03
勾选把 Python 加入 PATH
Windows 11 x64:双击下载完成的安装程序,在第一个安装窗口底部勾选 Add python.exe to PATH。PATH 是 Windows 查找命令位置的清单,勾选后才能在终端直接输入 python。配图是本机 macOS 官方安装器实拍,画面中不会出现这个 Windows 复选框;Windows 学生请以本段文字为准。

平台对照 03 · macOS 安装器 本机实拍(macOS;Windows 的按钮位置或名称略有差异,操作目标相同):图中是 macOS 官方安装器,不含 Windows 的 Add python.exe to PATH 复选框;Windows 学生仍要在首屏勾选该选项。
点击图片可以查看完整截图完成后应看到Add python.exe to PATH 左侧的方框中出现勾选标记。
- 04
点击 Install Now
Windows 11 x64:确认 PATH 已勾选后,点击 Install Now。按安装器提示完成安装,看到 Setup was successful 后再关闭窗口。配图是本机 macOS 官方安装器实拍,macOS 的界面和按钮名称与 Windows 不同,不会出现 Windows 的 Install Now。

平台对照 04 · macOS 安装器 本机实拍(macOS;Windows 的按钮位置或名称略有差异,操作目标相同):图中是 macOS 官方安装器,不含 Windows 的 Install Now;Windows 学生应在确认 PATH 后点击 Install Now。
点击图片可以查看完整截图完成后应看到安装器显示 Setup was successful,表示 Python 已安装完成。
- 05
重新打开 PowerShell 并核对两项信息
Windows 11 x64:关闭安装前已经打开的终端,从开始菜单重新打开 PowerShell。依次运行下面两条命令,核对版本和 python.exe 位置。配图为本机 macOS 终端实拍,命令名称和路径样式会不同,不要照抄图中的 macOS 路径。安装第三方程序包的工具将在完成 VS Code 配置后作为独立模块讲解。
查看 Python 官方 Windows 安装说明
结果 05 · 环境一致 本机实拍(macOS;Windows 的按钮位置或名称略有差异,操作目标相同):Windows 的命令名称和路径格式也会不同;先确认版本与解释器位置,下一模块再继续准备课程文件。
点击图片可以查看完整截图完成后应看到第一条显示 Python 3.10.11,第二条在 Windows 中以 python.exe 结尾。
python --version
python -c "import sys; print(sys.executable)"先确认课程统一版本与解释器位置。若版本不对或找不到命令,先解决解释器问题,再进入后续配置。
保存两项环境信息
在自己的学习记录中保存两条命令的真实输出,下一步还会在 VS Code 中再次比较。
- 版本显示 Python 3.10.11。
- 能够看到 python.exe 的完整位置。
只需要一个 game.py
下载单文件游戏
《星潮生存战》的画面、界面与特效都由 Python 代码绘制。你只需下载 game.py,把它放进自己的可写文件夹,不需要解压或寻找其他配套文件。下载《星潮生存战》game.py
点击后会直接得到一个 Python 源文件。浏览器若询问保存位置,请选择你为本课程准备的文件夹。
- 游戏运行时可以在同一文件夹生成 game_results.json,用于保存最近记录和待上传结果。
- 个人密钥不会写入 game.py 或 game_results.json。
- hello.py 由你在模块 10 亲自创建。
从网页下载到自己的课程文件夹
- 01
登录网站并打开第1课挑战
先登录自己的学生账号,再点击“第1课挑战:星潮生存战”。挑战页同时提供 game.py 下载、个人密钥和排行榜入口。
打开星潮生存战挑战完成后应看到页面显示自己的账号信息,并能看到“下载 game.py”按钮。
- 02
把 game.py 保存到可写文件夹
Windows 11 x64:在浏览器下载列表中选择“在文件夹中显示”,再把 game.py 移到自己的课程文件夹。文件名必须保持为 game.py,不要变成 game.py.txt。macOS 的按钮位置可能不同,保存目标相同。
完成后应看到文件资源管理器中能直接看到 game.py,文件类型为 Python 文件。
- 03
确认没有多余解压步骤
本课下载物不是 ZIP,也不需要 requirements 文件。下一步只需让 VS Code 打开包含 game.py 的文件夹。游戏首次结束后,同一位置可能出现 game_results.json。
完成后应看到你能指出 game.py 所在文件夹,并知道之后从这个文件夹运行命令。
确认单文件已经就位
观察地址栏和文件列表,确保后面的 VS Code 终端能直接找到 game.py。
- 文件名是 game.py,不是 game.py.txt。
- 当前文件夹允许新建和保存文件。
- 当前这一层能够直接看到 game.py。
让编辑器找到 Python
安装 VS Code、微软 Python 扩展并选择解释器
VS Code 负责编辑和管理文件,微软 Python 扩展负责帮助它识别 Python。最后还要明确选择刚安装的 3.10.11 解释器。让 VS Code 使用正确解释器
- 01
下载 Windows User Installer x64
打开 VS Code 官方下载页,在 Windows 一栏选择 User Installer 的 x64 版本。打开下载的安装器;出现许可协议时选择接受并点击 Next,后续页面继续点击 Next,到 Ready to Install 页面点击 Install,完成后点击 Finish 启动 VS Code。
打开 VS Code 官方下载页
操作 01 · 下载 VS Code 本机浏览器实拍:Windows 11 x64 请选择 User Installer 的 x64 版本。
点击图片可以查看完整截图完成后应看到VS Code 可以正常启动,并显示欢迎页或编辑窗口。
- 02
安装 Microsoft 发布的 Python 扩展
Windows 11 x64:按 Ctrl+Shift+X 打开扩展页面,搜索 @id:ms-python.python。确认扩展名称是 Python、发布者是 Microsoft,再点击 Install。扩展帮助 VS Code 识别 Python,但它不会代替解释器。配图是本机 macOS VS Code 实拍,Mac 快捷键使用 Shift+Command+X,Windows 学生仍使用 Ctrl+Shift+X。
打开 Microsoft Python 扩展页面
操作 02 · 安装 Python 扩展 本机实拍(macOS;Windows 的按钮位置或名称略有差异,操作目标相同):请同时核对扩展名 Python 和发布者 Microsoft;看到管理齿轮表示扩展已经安装。
点击图片可以查看完整截图完成后应看到扩展详情页显示已安装状态,左下角不再显示安装进度。
- 03
- 04
选择 Python 3.10.11 64-bit 解释器
Windows 11 x64:按 Ctrl+Shift+P,输入 Python: Select Interpreter 并回车。在解释器列表中点击 Python 3.10.11 64-bit;不要只停在命令搜索结果。选择后观察状态栏中的版本。配图是本机 macOS VS Code 实拍,Mac 打开命令面板使用 Shift+Command+P,Windows 学生仍使用 Ctrl+Shift+P。
查看 VS Code 官方 Python 入门说明
操作 04 · 选择解释器 本机实拍(macOS;Windows 的按钮位置或名称略有差异,操作目标相同):Windows 的快捷键和解释器路径格式也会不同;请在列表中真正选择 Python 3.10.11,并核对状态栏。
点击图片可以查看完整截图完成后应看到VS Code 状态栏显示 Python 3.10.11,解释器列表关闭。
- 05
新建终端并再次核对环境
Windows 11 x64:选择“终端 → 新建终端”。先用 dir 确认当前列表中有 game.py,再运行下面两条命令。新终端会使用刚选择的解释器。配图是本机 macOS VS Code 终端实拍,命令名称和路径格式与 Windows 略有差异。

结果 05 · VS Code 环境一致 本机实拍(macOS;Windows 的按钮位置或名称略有差异,操作目标相同):当前目录中应有 game.py,Python 版本与解释器位置应和安装后记录的一致。
点击图片可以查看完整截图完成后应看到终端位于 game.py 所在文件夹,版本为 Python 3.10.11,并显示刚才选择的 python.exe。
python --version
python -c "import sys; print(sys.executable)"这一步确认 VS Code 终端与前面安装的 Python 指向同一位置。
对照解释器位置
比较普通 PowerShell 与 VS Code 终端中的 sys.executable 输出。
- 两个终端都显示 Python 3.10.11。
- 两个终端的 python.exe 位置一致。
- VS Code 状态栏显示所选择的 Python 3.10.11。
给 Python 增加现成功能
认识 pip、安装程序包并使用临时清华源
Python 3.10.11 已经安装,VS Code 也已经选择正确解释器。现在再认识 pip,并用它把 Pygame 2.6.1 安装到这套解释器中。沿箭头观察:VS Code 管理源文件,Python 解释器执行代码,pip 为这套解释器安装 Pygame。
手机上可左右滑动;点击图片可以查看完整图pip、PyPI、镜像和程序包不是同一个对象
pip 是 Python 的程序包安装工具。程序包是别人整理好、可以重复使用的一组功能;安装程序包后,你的代码就能调用这些功能,而不必从窗口绘制、声音播放等最底层工作重新写起。
PyPI 是 Python 程序包的公共索引。pip 会根据程序包名称和版本找到下载文件,再把它安装到当前 Python 环境。Pygame 是本课要安装的第三方程序包,它为游戏提供窗口、绘图、按键、声音和碰撞等功能。
清华大学 PyPI 镜像会同步 PyPI 中的程序包,国内网络访问时通常能减少下载等待。本课在命令中临时写出 -i:它只改变这一条命令的下载入口,不会悄悄修改以后所有项目的设置,也更适合课堂电脑和共享电脑。
不是所有 import 前都要先使用 pip
Python 能使用的功能有不同来源。print 这样的内置功能可以直接调用;sys、math、json、random 等标准库模块随 Python 一起提供;hello.py 是你自己写的源文件;Pygame、NumPy、Pandas 等第三方包才需要另外安装。
看见 import 时,先判断模块来自哪里。随意安装名称相似的包不仅会浪费时间,还可能把不需要的代码装进电脑。只使用课程步骤或该工具官方文档给出的准确包名与版本,不复制来源不明的安装命令。
四类代码来源与使用方式
先判断来源,再决定是否安装;同一个程序可以同时使用这四类功能。
左右滑动表格,可查看完整内容
| 来源 | 例子 | 本课怎样使用 |
|---|---|---|
| Python 内置功能 | print、input、type | 直接调用,不需要 import,也不需要 pip |
| Python 标准库 | sys、math、json、random | 先 import,随 Python 提供,不需要 pip |
| 自己的源文件 | hello.py、game.py | 由自己创建或下载到课程文件夹 |
| 第三方程序包 | pygame、numpy、pandas | 确认准确包名后,用当前解释器的 pip 安装 |
四个对象分别负责什么
把工具、程序包索引、镜像入口和实际功能包分开,出现问题时才知道应该检查哪一项。
左右滑动表格,可查看完整内容
| 对象 | 它是什么 | 本课怎样使用 |
|---|---|---|
| pip | 程序包安装工具 | 查找、下载并安装 Pygame |
| PyPI | Python 程序包公共索引 | 提供程序包名称、版本和下载文件 |
| 清华大学 PyPI 镜像 | 同步 PyPI 内容的国内下载入口 | 通过 -i 只供本次安装使用 |
| Pygame 2.6.1 | 用于制作游戏的第三方程序包 | 被 game.py 导入并调用 |
python -m pip --version使用 python -m pip,而不是只输入 pip,可以明确让当前选中的 Python 解释器运行自己的 pip,减少把程序包装进另一套 Python 的情况。
核对 pip 属于 Python 3.10
- 01
运行版本命令并看最后的 Python 版本
在 VS Code 终端复制上面的命令并回车。输出会包含 pip 自己的版本、安装位置和括号中的 Python 版本。现在只核对它属于 Python 3.10,不要求记住完整路径。
查看 Python 程序包安装官方指南完成后应看到终端显示 pip 的版本和位置,并在末尾显示 python 3.10。
拆开读懂安装命令
先理解每一段,再整行复制。网址末尾的 simple 不能省略,并且要保留 https。
左右滑动表格,可查看完整内容
| 命令片段 | 含义 | 为什么这样写 |
|---|---|---|
| python | 当前选择的解释器 | 保证后面的 pip 跟随这套 Python |
| -m pip | 把 pip 当作 Python 模块运行 | 减少 pip 与解释器不对应的问题 |
| install | 执行安装 | 告诉 pip 接下来要安装程序包 |
| -i | 临时指定程序包索引地址 | 只影响当前这一条命令 |
| https://…/simple | 清华大学 PyPI 镜像入口 | 在国内网络中通常下载更快 |
| pygame==2.6.1 | 程序包名称和固定版本 | 让全班使用同一个 Pygame 版本 |
python -m pip install -i https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/pypi/web/simple pygame==2.6.1
python -c "import pygame; print(pygame.version.ver)"第一条安装 Pygame 2.6.1;第二条让当前解释器导入 Pygame 并输出真实版本。请整行复制,不要漏掉 -i、https、simple 或版本号。
观察下载入口并核对安装结果
- 01
运行两条命令并观察三个位置
在 VS Code 新终端中依次运行上面的两条命令。先核对命令中有 -i 和完整清华镜像地址,再观察 Looking in indexes 是否指向同一地址,最后确认 Pygame 版本是 2.6.1。出现 Successfully installed 或 Requirement already satisfied 都可能是正常结果。若清华镜像暂时无法访问,可以去掉 -i 和镜像地址后重试本次安装。
查看清华大学 PyPI 镜像设置帮助
结果 01 · Pygame 安装完成 本机实拍(macOS;Windows 的按钮位置或名称略有差异,操作目标相同):依次观察带 -i 的完整命令、Looking in indexes 后的清华镜像地址,以及最终的 Pygame 2.6.1。
点击图片可以查看完整截图完成后应看到终端使用清华镜像完成安装,随后能够导入 Pygame,并单独显示 2.6.1。
用自己的话解释这次安装
不要只背命令。请沿工具关系图说明谁执行 pip、从哪里下载、安装了什么,以及为什么本课只临时指定镜像。
- 说明 pip、PyPI、清华镜像与 Pygame 不是同一个对象。
- 说明 python -m pip 为什么比只写 pip 更明确。
- 指出 -i 只影响当前命令,并说明国内网络中临时使用镜像的目的。
- 确认终端最终显示 Pygame 2.6.1。
先判断自己正在向谁输入
分清终端、交互式解释器与当前文件夹
终端负责切换文件夹和启动程序;交互式解释器负责立即执行一行 Python 代码。先认清提示符,再输入对应命令,就能避免把 cd 写在 >>> 后的常见错误。终端提示符与 >>> 表示两种不同状态
打开 PowerShell、命令提示符或 VS Code 终端时,屏幕会显示一个终端提示符,通常包含当前文件夹。你可以在这里输入 cd、dir 和 python hello.py 等终端命令。提示符由终端显示,不需要照抄。
在终端输入 python 并回车后,Python 会启动交互式解释器,也常简称为 REPL。屏幕出现 >>>,表示 Python 正在等待一行 Python 代码;>>> 同样由程序显示,不需要输入。代码执行后会立即显示结果,再出现新的 >>> 等待下一行。
先看提示符,再决定输入什么
同一扇终端窗口会在两种状态之间切换,判断依据是当前显示的提示符。
左右滑动表格,可查看完整内容
| 当前画面 | 正在使用的工具 | 可以输入的内容 | 不能输入的内容 |
|---|---|---|---|
| 路径或文件夹后等待输入 | 终端 | cd、dir、python hello.py | 不要输入 >>> |
| >>> | Python 交互式解释器 | 2 + 3、print("你好")、exit() | 不能直接执行 cd、dir |
| 程序输出后再次出现 >>> | 仍在交互式解释器 | 继续输入下一行 Python 代码 | 不要把输出当作要输入的代码 |
从命令提示符进入交互式解释器
- 01
- 02
>>> 2 + 3
5
>>> print("你好,交互式解释器!")
你好,交互式解释器!
>>> exit()下面的 >>> 是画面提示,不是需要复制的代码。依次输入右侧内容,每输入一行就按 Enter,先观察计算结果,再观察 print 的输出,最后退出。

从上到下辨认四部分:>>> 提示符、输入的 print 代码、程序输出、等待下一行代码的新提示符。
点击图片可以查看完整截图在不同终端中找到并运行文件
VS Code 的 Windows 终端通常使用 PowerShell;命令提示符与 macOS/Linux 的查看命令略有不同,切换文件夹和运行 Python 文件的目的相同。
左右滑动表格,可查看完整内容
| 要完成的动作 | Windows PowerShell | Windows 命令提示符 | macOS/Linux |
|---|---|---|---|
| 查看当前文件夹 | Get-Location | cd | pwd |
| 列出当前文件 | dir | dir | ls |
| 进入子文件夹 | cd course_files | cd course_files | cd course_files |
| 进入名称含空格的文件夹 | cd "Python Course" | cd "Python Course" | cd "Python Course" |
| 返回上一级 | cd .. | cd .. | cd .. |
| 运行当前文件夹中的程序 | python hello.py | python hello.py | python hello.py |

这是 macOS/Linux 的命令顺序示例:先 cd 进入文件夹,再用 ls 确认文件,最后用 python 运行。Windows 请把 ls 换成上表中的 dir,并使用自己实际的文件夹名和 hello.py。
点击图片可以查看完整截图Get-Location
dir
cd "Python Course"
dir
python hello.py
cd ..下面每一行都在终端提示符后输入。先确认位置和文件,再运行程序;若文件夹名含空格,必须保留两侧英文双引号。
完成一次终端与解释器往返
每一步都先说出自己当前处于终端还是 >>>,再输入对应内容。完成标准不是背命令,而是能根据提示符选择正确操作。
- 在终端输入 python,看见 >>> 后说出自己已进入交互式解释器。
- 在 >>> 后输入 2 + 3 和 print("你好,Python!"),分别辨认结果与输出。
- 输入 exit(),确认 >>> 消失并回到终端提示符。
- 查看当前位置,用 cd 进入保存 hello.py 的文件夹,再用 dir 确认文件存在。
- 在终端运行 python hello.py,并看到问候语和解释器位置。
- 故意停在 >>> 前思考:cd、dir 和 python hello.py 应该在哪种提示符后输入。
完成第一次运行
运行第一段 Python 代码并确认解释器
先运行一份很短的程序,确认文件、命令和解释器能够连通,再进入较长的游戏程序。先认识 import、模块、函数和参数
import 表示让解释器载入一个模块。模块是组织好、可以在程序中使用的一组功能;sys 是 Python 自带的系统功能模块,不需要用 pip 安装。
print 是 Python 自带的函数。函数是一项已经命名、可以重复使用的操作;圆括号中的文字或数据叫参数,它们告诉函数这次要处理什么。
import sys
print("你好,Python!")
print("正在执行代码的解释器:", sys.executable)第一条语句载入 sys 模块;空一行后,两条 print 语句依次输出问候语和真正执行当前文件的解释器位置。
python hello.py命令中的 python 选择解释器,hello.py 指定要执行的源文件。解释器从文件第一行开始,按顺序执行到最后一行。
在 game.py 所在文件夹创建、保存并运行 hello.py
- 01
在顶层文件夹新建并保存 hello.py
Windows 11 x64:在左侧资源管理器中确认当前文件夹里有 game.py,点击“新建文件”,输入 hello.py。把上面的完整代码输入编辑器,按 Ctrl+S 保存。文件名必须以 .py 结尾,不要保存成 hello.py.txt。配图是本机 macOS VS Code 实拍,Mac 保存使用 Command+S,Windows 学生仍使用 Ctrl+S。

操作 01 · 新建并保存文件 本机实拍(macOS;Windows 的按钮位置或名称略有差异,操作目标相同):Windows 学生使用 Ctrl+S 保存;hello.py 要和 game.py 位于同一层。
点击图片可以查看完整截图完成后应看到左侧文件列表出现 hello.py,编辑器显示四行完整代码,标签上的未保存圆点消失。
- 02
用右上角按钮和终端两种方式运行
Windows 11 x64:先点击编辑器右上角的 Run Python File 三角按钮,观察下方终端。再在同一终端输入 python hello.py 并回车。两种方式都应显示相同的问候语和解释器位置。配图是本机 macOS VS Code 实拍,macOS 终端中的命令名称和路径样式可能不同。

结果 02 · 两种方式都能运行 本机实拍(macOS;Windows 的按钮位置或名称略有差异,操作目标相同):Windows 的命令名称和路径格式也会不同;两种运行方式都要看到“你好,Python!”和 Python 3.10.11 的解释器位置。
点击图片可以查看完整截图完成后应看到终端显示“你好,Python!”和正在执行代码的 python.exe 位置,并且没有红色错误信息。
确认第一次运行结果
保存文件后从终端运行,观察两行输出,并与前面记录的解释器位置比较。
- 终端显示“你好,Python!”。
- 程序显示的解释器位置与 sys.executable 记录一致。
- 能够说出执行顺序:载入模块 → 输出问候语 → 输出解释器位置。
让单文件游戏真正运行
运行 Pygame 游戏并完成一局星潮挑战
Pygame 2.6.1 已经安装到当前解释器。现在可以先体验一个官方小游戏,再从开局模式、在线或离线入口一路完成移动、升级、暂停和结束。每一步都观察终端、游戏窗口或网站发生了什么变化。python -m pygame.examples.aliens这一步不是运行本课游戏的必要条件。它可以快速确认 Pygame 能创建窗口、读取按键并播放一个完整示例。
打开并关闭 Pygame 官方示例
- 01
运行 aliens 示例小游戏
Windows 11 x64:输入上面的可选命令。出现 ALIENS 游戏窗口后可以简单体验,再使用窗口关闭按钮退出。若不想体验,可以直接进入下一步。配图是本机浏览器打开的 Pygame 官方 examples 列表,先找到第一项 aliens,再核对命令中的名称。
查看 Pygame 官方 examples 列表
可选体验 02 · 官方小游戏 本机浏览器实拍:官方列表中的第一项是 aliens;运行命令时使用 pygame.examples.aliens。
点击图片可以查看完整截图完成后应看到出现 Pygame 示例窗口,点击关闭按钮后能够回到终端。
python game.py终端必须位于 game.py 所在文件夹。命令执行后会打开可缩放的游戏窗口。
从 VS Code 终端打开游戏开局页
- 01
读懂启动与每一帧的实际顺序
运行命令后,程序先载入 Pygame、建立逻辑画布和可缩放窗口,再显示开局页。选择在线连接时,网站返回本局编号和短期连接信息;选择离线练习时直接开始,成绩只保存在本机。
游戏进行时会按固定的小步长更新:先读取移动与暂停按键,再更新玩家、自动攻击、敌人、碰撞、经验与计分事件,最后绘制这一帧。窗口短暂卡顿时,异常间隔会被限制,避免角色瞬移或敌人一次集中出现。
死亡或主动结束会停止战斗,保存 game_results.json,并在在线模式下尝试上传。上传暂时失败时,结果保留在待上传记录中;下次使用同一份个人密钥连接时会自动补交。
python game.py不需要运行其他脚本,也不需要 requirements 文件。
填写开局信息并选择游戏模式
- 01
领取并复制个人密钥
回到已登录的第1课挑战页。首次使用时点击“生成个人密钥”;如果旧密钥已经遗忘,点击“重置个人密钥”。明文只在生成或重置后显示这一次,请立即点击“复制密钥”并妥善保存,不要转发给其他人。
打开挑战页领取密钥
操作 04 · 领取并复制个人密钥 本机实拍:先核对姓名、学号和班级,再生成或重置密钥并立即复制。
点击图片可以查看完整截图完成后应看到页面提示个人密钥已经生成,明文已经复制;离开页面前已把密钥保存在自己的安全位置。
- 02
- 03
选择“连接排行榜”或“离线练习”
希望进入班级榜和课程总榜时点击“连接排行榜”;只想熟悉操作时点击“离线练习”。在线开局成功后会显示账号与联网状态,随后进入战斗。
完成后应看到战斗画面出现,顶部 HUD 显示生命、等级、经验、分数、时间、击杀和联网状态。
游戏按键与作用
移动和攻击同时进行;升级选择与暂停会暂时停止战斗更新。
左右滑动表格,可查看完整内容
| 按键 | 作用 | 观察结果 |
|---|---|---|
| WASD 或方向键 | 向四个方向移动 | 飞船改变位置,武器继续自动攻击 |
| 1、2、3 | 选择升级 | 对应技能生效,战斗继续 |
| R | 重随升级选项 | 消耗一次重随机会并更换三项技能 |
| P 或 Esc | 打开暂停页 | 战斗停止,可继续或结束本局 |
| E(暂停页) | 结束本局并保存 | 在线局保存后尝试上传,离线局保存为练习 |
| Q(暂停页) | 保存本局后退出 | 联网失败时保留待上传记录 |
| F11 | 切换全屏 | 逻辑画面保持比例并适配屏幕 |
| 鼠标 | 点击开局页按钮 | 选择连接排行榜或离线练习 |
移动、升级、暂停并查看结果
- 01
- 02
升级时选择技能或重随
经验条填满后,游戏会暂停并出现三项技能。先读每项升级前后的实际数值,再按 1、2、3 选择;如果选项不适合当前玩法,可以按 R 消耗一次重随机会。
完成后应看到选中技能后说明页关闭,对应属性发生变化,下一帧继续战斗。
- 03
打开暂停页并主动结束本局
按 P 或 Esc 打开暂停页,再按 P 或 Esc 继续,确认战斗恢复。再次暂停后按 E 结束本局并停留在结果页;如果希望保存后直接退出,则按 Q。在线模式会保存本机记录并尝试上传,离线模式只保存练习记录。
完成后应看到结果页显示分数、存活时间、击杀、等级、最长连杀、星潮次数和上传状态。
- 04
找到 game_results.json
Windows 11 x64:回到 VS Code 左侧文件列表并点击刷新,或打开文件资源管理器,确认 game.py 同一层出现 game_results.json。只确认文件存在,本课不要求修改内容。
完成后应看到game_results.json 与 game.py 位于同一层,游戏关闭后仍然保留。
- 05
回到网站查看上传结果
打开第1课挑战页并点击“刷新结果”。有效成绩会显示为“成绩已进入排行榜”;若显示“成绩已收到,确认后再进入排行榜”,先保留本机记录即可。
查看挑战结果和排行榜
结果 09 · 查看上传回执 本机实拍:先核对分数与击杀,再确认回执写着“成绩已进入排行榜”。
点击图片可以查看完整截图完成后应看到上传记录显示本局统计和清楚的回执状态。
- 06
event = {"eventType": "kill", "elapsedMs": 18500, "level": 4}
# 完整游戏还会记录连杀、星潮、技能精通和本次奖励分游戏会按顺序记录生存、击杀和升级事件。网站根据同一套计分规则重新计算,因此画面上的总分不是唯一依据。下一课会先用更简单的“基础表现分”学习变量和表达式。
完成环境与运行成果确认
网页不会读取你的电脑环境。请根据终端输出和真实游戏画面逐项完成,并把结果保存在自己的学习记录中。
- Python 版本显示为 3.10.11。
- 保存解释器 python.exe 的完整位置。
- 保存 pip 位置,并确认它属于同一解释器。
- Pygame 版本显示为 2.6.1。
- 能够使用在线或离线模式开始游戏。
- 成功完成移动、升级、暂停和主动结束,并看到 game_results.json。
- 在线模式下能在网站看到上传结果和排行榜本人行。
独立完成完整流程
处理常见问题并完成成果确认
遇到问题时一次只处理一个环节,并按固定顺序前进:解释器 → game.py 所在文件夹 → Pygame → 游戏模式与联网状态。前一项正确后再进入下一项。沿四步路线找到问题所在
- 01
常见现象与处理方法
先找到最接近的现象,再按顺序处理,不要同时更改多项设置。
左右滑动表格,可查看完整内容
| 现象 | 先确认 | 处理方法 |
|---|---|---|
| 找不到 python 命令 | Python 是否安装,终端是否重新打开 | 重新打开终端;仍失败时修复 PATH |
| 版本不是 3.10.11 | python --version 与 python -c "import sys; print(sys.executable)" | 在 VS Code 重新选择课程解释器并新建终端 |
| 找不到 game.py | 终端当前文件夹 | 运行 dir;再打开包含 game.py 的文件夹并新建终端 |
| No module named 'pygame' | pip 与解释器位置是否对应 | 重新执行 python -m pip install -i https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/pypi/web/simple pygame==2.6.1 |
| VS Code 运行版本不对 | 状态栏所选解释器 | 运行 Python: Select Interpreter 并选择 3.10.11 |
| game_results.json 无法保存 | 游戏文件夹是否可写 | 把 game.py 移到自己的可写目录后再运行 |
| 排行榜连接失败 | 个人密钥和网络 | 回到游戏中心重置密钥,重新复制后再试;也可以先选择离线练习 |
| 在线结束后暂未上传 | 结果页联网状态 | 保留 game_results.json,下次用同一账号连接后等待自动补交 |
| 游戏窗口没有中文 | 系统是否有可用中文字体 | 程序会切换英文界面,不影响玩法与数据 |
不看前面的命令,重新完成一次完整运行
- 01
关闭并重新打开 VS Code,打开 game.py 所在文件夹。
- 02
选择 Python 3.10.11,并新建终端。
- 03
确认版本、解释器位置、pip 位置与 Pygame 版本。
- 04
运行 python game.py,说明在线模式与离线练习的区别。
- 05
完成移动、升级、暂停、继续和主动结束。
- 06
确认 game_results.json,并在网站查看上传结果与排行榜。
- 07
用一句话复述 VS Code、源文件、解释器、pip 和 Pygame 的关系。
本课成果清单
当下面各项都能独立完成时,你已经为下一课的变量、数据类型和输入输出做好准备。
- 能说出期末闭卷笔试占 50%,并概括六章学习路线。
- 能说明 Python 在网站服务器端、自动化、数据科学、深度学习和生成式 AI 中常见的作用,并指出它还需要数据、模型或其他工具配合。
- 能区分 Python、CPython、.py 文件、python.exe、VS Code、pip 和 Pygame。
- 能复述 CPython 的源代码 → 字节码 → 解释器 → 结果。
- 能在 VS Code 中选择并确认 Python 3.10.11。
- 能区分内置功能、标准库、自己的 .py 文件和第三方包,并判断什么时候需要 pip。
- 能解释 pip、PyPI、清华镜像和 Pygame 的关系,并说明 -i 为什么只供本次安装使用。
- 能根据提示符区分终端与 >>>,进入和退出交互式解释器,并用 cd、dir 找到 hello.py。
- 能安装 Pygame 2.6.1、下载单个 game.py 并运行游戏。
- 能领取个人密钥,区分在线与离线模式,并查看上传结果和排行榜。
- 已确认版本、路径、依赖版本和 game_results.json。
把知识变成作品
本课练习
请按顺序完成以下任务,并保存自己的学习成果。- 01
关闭并重新打开 VS Code,独立完成“打开终端 → 进入并退出 >>> → 用 cd 找到文件夹 → 确认解释器 → 确认 Pygame → 运行游戏 → 查看上传结果”的完整流程。
- 02
重新完成本课未答对的单选题,阅读解析后用自己的话说明正确原因。
- 03
把 print、sys、hello.py、pygame 分别归入内置功能、标准库、自己的文件和第三方包,并解释哪一项需要 pip。
- 04
不修改游戏代码,再完成一局挑战,观察生存、敌人种类、连杀、星潮、技能精通与动态总分之间的关系。
- 05
比较班级榜与课程总榜的显示差异,并确认同分同名次、本人行和最高有效分。
- 06
为下一课思考:学号、基础表现分、击杀数量和存活时间分别适合用文字还是数字保存?
需要进一步确认时
本课参考资料
打开官方文档,核对软件设置、组件参数和设备说明。- 官方资料Python 3.10.11 官方发布页在新标签页打开
- 官方资料Python 3.10 Windows 安装说明在新标签页打开
- 官方资料Python 版本维护状态在新标签页打开
- 官方资料Python 名称由来的官方问答在新标签页打开
- 官方资料Python 官方简介与应用领域在新标签页打开
- 官方资料PyTorch 官方简介:深度学习与生成式 AI在新标签页打开
- 官方资料PyTorch 快速入门:用 Python 定义神经网络在新标签页打开
- 官方资料TensorFlow 入门:用 Python 训练神经网络在新标签页打开
- 官方资料Python 语言参考:CPython 与其他实现在新标签页打开
- 官方资料VS Code Windows 安装说明在新标签页打开
- 官方资料VS Code 官方下载页在新标签页打开
- 官方资料VS Code Python 入门教程在新标签页打开
- 官方资料微软 Python 扩展在新标签页打开
- 官方资料Pygame 官方示例列表在新标签页打开
- 官方资料Python 程序包安装官方指南在新标签页打开
- 官方资料清华大学 PyPI 镜像使用帮助在新标签页打开
- 官方资料Windows 截图工具说明在新标签页打开
- 官方资料TIOBE 编程语言指数在新标签页打开
- 官方资料GitHub Octoverse 2025在新标签页打开
- 官方资料Stack Overflow 2025 开发者调查在新标签页打开
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