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勞動部勞發署 產業人才投資方案 ～ 委辦職訓課程規劃草案

Python Django 網站應用程式設計實務班

課程大綱

• 總時數： 48 小時 （8 天，每天 6 小時）

  • day 1 ~ am
    • 課程簡介
    • Django 全端網頁應用框架簡介
    • Django 開發環境設置

  
  

  • day 1 ~ pm
    • Django 專案開發實作初體驗 ~ 採用官網「Polls 民調問卷」範例

  
  

  • day 2 ~ am
    • Django ORM 簡介
      • 物件化的 ORM 與 傳統的 ER-Model 之異同
      • 採用 Django ORM 物件化的存取指令 取代 SQL Script 腳本
      • Models 之間的對應關係 ~ relationships
    • Django shell 及 dbshell 工具簡介
    • Django Model Migration 資料遷移工具的運作原理與操作
    • 資料匯入、匯出、備份、複製、遷移的各種方法、考量、與適用時機
    • Django ORM 進階查詢及應用

  
  

  • day 2 ~ pm
    • Django 內建的 Admin Site 管理網站 簡介
    • 客製化、擴增 Admin Site 管理網站 功能

  
  

  • day 3 ~ am
    • Django MTV (Model–Template–View) Design Pattern 設計模式 簡介
    • URL Router (網址架構) 與 View (視圖函數) 的對應
    • Django View 的三種實作方式

  
  

  • day 3 ~ pm
    • Django Template 語法介紹
    • 在 View 中執行查詢或統計、並將結果結合 Template 輸出於前端網頁
    • 資料視覺化 ~ Echarts 網頁圖表繪製工具 簡介
    • 搭配 Python Pyecharts Module 以生成 ECharts 圖表頁面

  
  

  • day 4 ~ am
    • 導入 RWD 技術、採用 Bootstrap 來優化前端頁面
    • 應用 Django 內建的 messages 框架，來傳遞各種提示訊息至前端頁面
    • 採用 django-simple-captcha 模組，在登入時提供 CAPTCHA 圖形驗證碼

  
  

  • day 4 ~ pm
    • 表單 ~ Django Forms 與 Django Model Forms
    • 表單集 ~ Django Inline Formset 與 Django Model Formset
    • 在同一個 Template 頁面中編輯 one-to-many 關聯模型資料

  
  

  • day 5 ~ am
    • Django View / Form / Fomset / Widget 與 Template 整合應用
    • Django FileField 檔案型欄位 之 上傳、下載 應用
      • OS 實體儲存位置配置 及 上傳的實體檔案管理
      • 對應的下載連結 URL 設定

  
  

  • day 5 ~ pm
    • 採用 Python logging module 實作後端日誌管理
    • 資料庫效能優化 與 Django 語法應用最佳化
    • Django QuerySet 及其進階查詢技巧
    • 後臺系統 與 前端網頁 之間的 即時互動
      • 在前端網頁中，透過 JavaScript 的 AJAX 或 Fetch 功能，來呼叫後臺 HTTP API
      • 在後臺實作 WebSocket Server，並於前端網頁透過 WebSocket 與後臺進行雙向互動

  
  

  • day 6 ~ am
    • RESTful API 簡介
    • Django REST Framework (DRF) 簡介、安裝、設定
    • DRF 官網範例實作
    • 比較 Django 的 Form 與 DRF 的 Serializer，有哪些異同之處？
    • Django 專案中 Resource URL 的配置與優化

  
  

  • day 6 ~ pm
    • Sessions 與 Cookies 簡介
    • 客製化 Django 的 Sessions Framework
    • Django 預設的 Auth User Model 及認證與授權管理
    • 客製化 Django User Model

  
  

  • day 7 ~ am
    • 為 Django 建立另一套可並存的「Authentication 認證模組」及「Permission 授權模組」
    • JSON Web Tokens (JWT) 認證架構簡介與範例實作
    • 加裝 Python SimpleJWT Module，藉以擴充 Django 及 DRF，導入 JWT 認證架構

  
  

  • day 7 ~ pm
    • 透過 OAuth 導入第三方（如：Google, Facebook, LINE 等）所提供的開放身份驗證機制
      • OAuth 2.0 簡介
      • 使用 Django-allauth 整合社群登入（以 Google Account 為例）
    • 導入完善的的授權配置、並防堵不當存取

  
  

  • day 8 ~ am
    • 關於 UI/UX 國際化的考量 ~ 語言、時區、貨幣
    • 在 Django 專案中 建立國際化 (i18n) 多語系環境
      • 需要翻譯的對象： Data Model (Content) / Python code (Message) / UI (Template)
      • 步驟： 啟用多語系功能、標記可翻譯的字串、生成訊息文件、翻譯文件，並設定語系切換
      • 搭配前端 Browser Cookies，以記錄使用者選定的語系
    • 正確處理因不同時區 Timezone 所衍生的轉換問題（含：後臺、前端、及 RESTful API）

  
  

  • day 8 ~ pm
    • Django 專案開發中的測試與除錯
    • Django 自動化測試 Automated Testing

訓練班別計畫表

🔸 訓練需求調查

　3. 訓練需求概述：

• 近年來，因氣候變遷加劇，引起了全球社會的關注，為了環境永續，節能減碳及能源轉型的相關政策或議題已成為國際性的主流盛事。
• 身為地球公民或背負企業社會責任的一份子，除了配合政府政策之外，還有哪些層面是我們可以再進一步著墨改善的呢？
  或許從「智能建築、智慧家居、智慧能源、智能農業、智能工廠、環境監測、車隊管理、智能運輸」等幾個主題來下手會是個解方。
• 開始探究這些技術時發現它們有個共同點，也就是都有一個「物聯網整合平臺」做為管理基礎。透過這個平臺，即時的環境監控訊息或裝置訊息才得以收集，自動化的應對策略或演算法才得以運行，進而達到節能減碳最佳化的目標。
• 本訓練課程可以激發更多的公眾的來參與這項盛事，透過學習「微控板、物聯網、車隊管理 整合平臺」的相關技術並應用於職場上，讓企業更有能力、也更積極來參與節能減碳的實踐，提升企業形象，滿足社會對永續發展的期望。

🔸 訓練目標

　1. 單位核心能力介紹：

　2. 知識：

• 本課程涵蓋四大單元，分別為：㈠ 基礎導論、㈡ Node-RED 物聯網整合平臺、㈢ ESP32 微控板 ＋ MicroPython 應用程式開發、㈣ OwnTracks / Traccar 定位追蹤系統、並於課程結束前採分組方式進行專題製作及展示。
• 課程設計旨在將「物聯網、微控板、車隊管理」等同一系列的相關技術整併於一個課程中來加以闡述及實作，以使學員能融會貫通物聯網的相關知識及應用。
• 單元一：物聯網導論，並介紹物聯網常用的幾種通訊協定。
• 單元二：引用 Node-RED 視覺化 IoT 應用程式開發工具，它是以 Web Application 的形式來扮演 IoT 的訊息控制中心，並提供簡易且可客製化的頁面設計，為「物聯網中央控制平臺」提供了快速導入的解決方案。
• 單元三：先從各類微控板及感測裝置的組裝配線講起，然後介紹幾款常用的微控板應用程式開發工具。首先以 ESPHome 開發基本應用範例，隨後採用 MicroPython 來開發客製化的應用程式，並示範微控板如何驅動各類型的感測裝置，也展示了如何透過各種網路通訊協定來與外部系統連結，以形成物聯網架構。
• 單元四：介紹 Traccar 平臺，分別用於 人員定位追踨 及 車隊管理，將物聯網的應用推及至「人車即時位置的感知」層面。
• 課程最後，再透過分組專題實作來集思廣益、應證所學，並期許學員回到工作崗位上能應用在其他相關的領域，如：智慧能源、智能農業、智慧工廠、環境監測、車隊追蹤、智慧家居、智能零售、智慧物聯網 等。

　3. 技能：

• 能架設 Node.js 後端 JavaScript 程式開發工具，亦能架設 Node-RED Server。
• 能透過 Node-RED 視覺化開發工具，來建置各類 IoT 應用程式的 Flow 流程。
• 能客製化 Node-RED Dashboard 儀表板，來與使用者進行互動，或與外部系統整合。
• 能使用 Node-RED 開發 MVC 架構的網頁應用程式，並將感測器資料存入資料庫中。
• 能理解各類微控板及感測裝置的各種 GPIO 引腳配置、規格、及用途，如：Digital, Analog, Touch, PWM, UART, I²C, SPI 等。
• 能操作 Thonny 或 Arduino Lab for MicroPython 整合開發工具，來管理或執行 微控板中的 MicroPython 程式。
• 能善用 MicroPython 來開發 ESP32 微控板 及 各類感測裝置的 應用程式
• 能善用各種物聯網常用的通訊協定，如：TCP Socket, MQTT, HTTP, CoAP, RTSP 等，來開發應用程式，並與外部系統相互溝通。
• 能擷取網路上的 Open Data 開放資料，來模擬 IoT Sensor。
• 能透過手機 OwnTracks App 經由 MQTT Server 將 GPS 即時經緯度座標傳給任何接收端。
• 能在網頁中透過 MQTT over WebSocket 取得資料來源中的經緯度座標，並更新至網頁地圖上。
• 能架設 Traccar Server 建構車隊管理系統，在網頁地圖中實現車輛的位置追蹤、資料收集和管理。

　4. 學習成效：

• 培養實務經驗： 透過課程中豐富的實作範例，學員將能夠實際動手應用所學知識，獲得實戰經驗。
• 問題解決技巧： 課程中留有諸多的衍生題目，學員將面臨各種挑戰，也將提升解決問題的能力。
• 團隊協作能力： 分組專題的設計和實作，將培養學員的團隊協作與溝通能力。
• 創意思維培養： 學員透過設計和展示專案，培養創意思維，將理論知識轉化為創新的實踐應用。

　5. 職能級別：

🔸 學員資格

• 學歷：高中/職(含)以上
• 資格條件：
  1. 具備電腦基本操作能力。
  2. 對 Python 程式語言稍具概念者。
  3. 對 HTML、CSS 網頁製作 及 JavaScript 程式語言稍具概念者。
  4. 對 SQL 關聯式資料庫稍具概念者。

🔸 訓練費用編列說明

• 材料費估計：
  • 無

🔸 課程使用軟體（開發環境）

• Python v3
• Visual Studio Code
• MariaDB / MySQL Database Server