2025年教師資格考試高級中學(xué)學(xué)科知識與教學(xué)能力信息技術(shù)試卷及答案一、單項選擇題（本大題共15小題，每小題3分，共45分）1.某算法的時間復(fù)雜度表達(dá)式為\(T(n)=3n\log_2n+5n^2+20\)，其漸近時間復(fù)雜度（大O表示法）為（）A.\(O(n\log_2n)\)B.\(O(n^2)\)C.\(O(n)\)D.\(O(\log_2n)\)2.以下關(guān)于IPv6地址的描述中，正確的是（）A.地址長度為128位，用點分十進制表示B.支持自動配置，無需DHCP服務(wù)器C.保留了廣播地址機制D.與IPv4地址不兼容，無法實現(xiàn)互通3.某教師設(shè)計“Python函數(shù)”課時，要求學(xué)生通過“計算個人月均碳排放量”項目掌握函數(shù)定義與調(diào)用。該設(shè)計主要體現(xiàn)了（）A.信息意識的培養(yǎng)B.計算思維的滲透C.數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新D.信息社會責(zé)任4.以下加密算法中，屬于非對稱加密的是（）A.AESB.RSAC.DESD.SHA-2565.用Photoshop處理一張RGB模式的彩色圖像時，若將“通道”面板中的紅色通道刪除，圖像會呈現(xiàn)（）A.青色B.品紅色C.黃色D.黑色6.某學(xué)生編寫Python代碼時出現(xiàn)錯誤提示“NameError:name'x'isnotdefined”，最可能的原因是（）A.變量x未在當(dāng)前作用域內(nèi)聲明B.函數(shù)x未定義返回值C.循環(huán)結(jié)構(gòu)中x未初始化D.條件判斷中x的類型不匹配7.關(guān)于多媒體數(shù)據(jù)壓縮的描述，錯誤的是（）A.JPEG主要用于靜態(tài)圖像壓縮，支持有損壓縮B.MPEG-4比MPEG-2壓縮效率更高，適合流媒體C.PNG支持透明背景，常用于網(wǎng)頁圖片D.WAV格式采用無損壓縮，文件體積小8.某學(xué)校搭建校園網(wǎng)絡(luò)時，核心交換機與教學(xué)樓接入層交換機之間應(yīng)采用（）連接A.單模光纖B.多模光纖C.五類雙絞線D.同軸電纜9.機器學(xué)習(xí)中，“通過標(biāo)記數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型，預(yù)測新數(shù)據(jù)的類別”屬于（）A.監(jiān)督學(xué)習(xí)B.無監(jiān)督學(xué)習(xí)C.強化學(xué)習(xí)D.遷移學(xué)習(xí)10.用SQL語句查詢“學(xué)生表”中“語文成績”大于90分且“數(shù)學(xué)成績”不低于85分的學(xué)生，正確的WHERE子句是（）A.WHERE語文成績>90AND數(shù)學(xué)成績>=85B.WHERE語文成績>90OR數(shù)學(xué)成績>=85C.WHERE語文成績>90,數(shù)學(xué)成績>=85D.WHERE語文成績>90&數(shù)學(xué)成績>=8511.以下關(guān)于信息系統(tǒng)安全防護措施的描述，不合理的是（）A.重要服務(wù)器采用雙因素認(rèn)證（2FA）B.定期對系統(tǒng)進行漏洞掃描與修復(fù)C.將管理員密碼設(shè)置為“admin123”并長期使用D.對用戶數(shù)據(jù)進行加密存儲12.某教師在“數(shù)據(jù)可視化”教學(xué)中，要求學(xué)生用Python的Matplotlib庫展示“近十年某城市PM2.5濃度變化”，最適合的圖表類型是（）A.柱狀圖B.散點圖C.折線圖D.餅圖13.以下關(guān)于算法特征的描述，錯誤的是（）A.有窮性：算法必須在有限步驟內(nèi)終止B.確定性：每個步驟有明確的含義C.輸入：算法可以沒有輸入D.輸出：算法必須有多個輸出14.用Flash制作動畫時，若要實現(xiàn)“小球從屏幕左側(cè)勻速移動到右側(cè)”的效果，應(yīng)使用（）A.逐幀動畫B.形狀補間動畫C.傳統(tǒng)補間動畫D.補間形狀動畫15.某智能手表通過傳感器采集心率、步數(shù)等數(shù)據(jù)，經(jīng)藍(lán)牙傳輸至手機APP分析，體現(xiàn)了（）A.物聯(lián)網(wǎng)的感知層與傳輸層協(xié)同B.云計算的分布式存儲特性C.大數(shù)據(jù)的實時處理能力D.人工智能的模式識別技術(shù)二、簡答題（本大題共3小題，每小題10分，共30分）16.簡述高中信息技術(shù)課程中“信息社會責(zé)任”核心素養(yǎng)的具體內(nèi)涵，并舉例說明教師如何在“網(wǎng)絡(luò)安全”教學(xué)中滲透該素養(yǎng)。17.某教師在“算法與程序設(shè)計”教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生普遍存在“能理解算法邏輯，但難以將自然語言描述轉(zhuǎn)化為Python代碼”的問題。請分析可能的原因，并提出2條針對性教學(xué)策略。18.項目式學(xué)習(xí)（PBL）是高中信息技術(shù)課程常用的教學(xué)模式。請說明在“智能家居系統(tǒng)設(shè)計”項目中，教師應(yīng)如何設(shè)計“任務(wù)分解”環(huán)節(jié)，以確保項目可操作性和學(xué)生參與度。三、案例分析題（本大題共2小題，每小題20分，共40分）19.閱讀案例，回答問題。案例背景：某教師在“Python循環(huán)結(jié)構(gòu)”教學(xué)中，設(shè)計了如下教學(xué)流程：-環(huán)節(jié)1（5分鐘）：教師通過PPT演示“計算1到100的和”的自然語言算法（如“初始化sum=0，i=1；當(dāng)i≤100時，sum=sum+i，i=i+1；輸出sum”）。-環(huán)節(jié)2（10分鐘）：教師講解for循環(huán)和while循環(huán)的語法格式，強調(diào)“循環(huán)變量初始化”“循環(huán)條件”“循環(huán)體”“循環(huán)變量更新”四要素。-環(huán)節(jié)3（20分鐘）：學(xué)生獨立完成練習(xí)“計算1到n的和（n由用戶輸入）”，教師巡視指導(dǎo)。-環(huán)節(jié)4（5分鐘）：教師展示2份學(xué)生代碼（一份正確，一份遺漏循環(huán)變量更新），引導(dǎo)學(xué)生對比分析錯誤原因。問題：（1）結(jié)合新課標(biāo)核心素養(yǎng)要求，分析該教學(xué)流程的優(yōu)點與不足。（12分）（2）針對不足提出改進建議。（8分）20.閱讀案例，回答問題。案例背景：某教師在“數(shù)據(jù)處理與分析”單元測試中，設(shè)計了如下題目：>某電商平臺記錄了用戶“購物金額”和“購物次數(shù)”數(shù)據(jù)（部分如下表），請用Excel完成以下任務(wù)：>（1）計算每個用戶的“客單價”（客單價=購物金額/購物次數(shù)）；>（2）篩選出“購物金額>500元且購物次數(shù)≥3次”的用戶；>（3）以“購物次數(shù)”為橫軸、“購物金額”為縱軸，制作散點圖。測試結(jié)果：約60%的學(xué)生能正確完成（1）（2），但（3）中80%的學(xué)生選擇了柱狀圖而非散點圖，且未標(biāo)注坐標(biāo)軸名稱。問題：（1）分析學(xué)生在任務(wù)（3）中出現(xiàn)錯誤的可能原因。（10分）（2）提出“數(shù)據(jù)可視化圖表選擇與規(guī)范”的教學(xué)改進策略。（10分）四、教學(xué)設(shè)計題（本大題1小題，35分）21.依據(jù)以下材料，完成“數(shù)據(jù)清洗與預(yù)處理”課時教學(xué)設(shè)計。教學(xué)內(nèi)容：數(shù)據(jù)清洗（處理缺失值、重復(fù)值、異常值）；數(shù)據(jù)預(yù)處理（數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、歸一化）。教學(xué)對象：高二年級學(xué)生，已掌握Excel基本操作和Python基礎(chǔ)語法。教學(xué)目標(biāo)：-學(xué)生能識別數(shù)據(jù)中的缺失值、重復(fù)值、異常值，并選擇合適方法清洗；-理解數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與歸一化的區(qū)別，能運用工具完成預(yù)處理；-通過分析“校園圖書館借閱數(shù)據(jù)”，體會數(shù)據(jù)清洗對數(shù)據(jù)分析結(jié)果的影響，增強數(shù)據(jù)意識。要求：（1）設(shè)計教學(xué)過程（包括導(dǎo)入、新知講授、實踐操作、總結(jié)評價等環(huán)節(jié)），需體現(xiàn)學(xué)生主體性；（2）明確各環(huán)節(jié)的時間分配（總時長45分鐘）；（3）設(shè)計至少1個課堂評價活動。參考答案及解析一、單項選擇題1.B解析：時間復(fù)雜度由最高階項決定，\(5n^2\)是最高階，故為\(O(n^2)\)。2.B解析：IPv6支持無狀態(tài)自動配置（SLAAC），無需DHCP；地址用冒號分隔十六進制表示；取消廣播，使用多播；通過過渡技術(shù)（如隧道）可與IPv4互通。3.B解析：通過項目將實際問題抽象為函數(shù)模型，體現(xiàn)計算思維的建模與自動化特征。4.B解析：RSA是非對稱加密（公鑰加密、私鑰解密）；AES、DES是對稱加密；SHA-256是哈希算法。5.A解析：RGB模式中，紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）互補色為青（G+B）、品紅（R+B）、黃（R+G）。刪除紅色通道后，圖像由G+B組成，呈現(xiàn)青色。6.A解析：NameError通常因變量、函數(shù)等未定義或作用域錯誤導(dǎo)致，此處變量x未聲明。7.D解析：WAV是無損未壓縮格式，文件體積大；MP3等采用有損壓縮。8.A解析：核心層與接入層間傳輸距離較長（如跨教學(xué)樓），單模光纖傳輸距離遠(yuǎn)（數(shù)公里），適合骨干網(wǎng)。9.A解析：監(jiān)督學(xué)習(xí)需要標(biāo)記數(shù)據(jù)（輸入-輸出對），用于分類或回歸任務(wù)。10.A解析：SQL中邏輯與用AND，數(shù)學(xué)成績不低于85即>=85。11.C解析：弱密碼（如“admin123”）和長期不更換易導(dǎo)致安全風(fēng)險。12.C解析：折線圖適合展示時間序列數(shù)據(jù)的變化趨勢（近十年P(guān)M2.5濃度）。13.D解析：算法至少有一個輸出，可為一個或多個。14.C解析：傳統(tǒng)補間動畫用于對象位置、大小等屬性的變化（小球移動屬于位置變化）。15.A解析：傳感器（感知層）采集數(shù)據(jù)，藍(lán)牙（傳輸層）傳輸，體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)分層架構(gòu)。二、簡答題16.（1）信息社會責(zé)任內(nèi)涵：在信息社會中，學(xué)生應(yīng)遵守信息法律法規(guī)，恪守信息倫理道德，合理使用信息技術(shù)，主動參與健康信息生態(tài)的構(gòu)建，承擔(dān)數(shù)字化發(fā)展的社會責(zé)任。（2）教學(xué)滲透示例：在“網(wǎng)絡(luò)安全”教學(xué)中，可設(shè)計“模擬網(wǎng)絡(luò)謠言傳播”活動，學(xué)生通過角色扮演（發(fā)布者、傳播者、舉報者），分析謠言對個人和社會的危害，討論《網(wǎng)絡(luò)安全法》中“不得編造、傳播虛假信息”的規(guī)定，引導(dǎo)學(xué)生樹立“不造謠、不傳謠、及時舉報”的責(zé)任意識。17.（1）原因：①自然語言與代碼語法差異大（如中文“循環(huán)”需轉(zhuǎn)化為for/while結(jié)構(gòu)）；②學(xué)生對Python語法規(guī)則（如縮進、關(guān)鍵字）不熟悉；③缺乏“分解問題-設(shè)計算法-編寫代碼”的完整思維訓(xùn)練。（2）策略：①采用“雙欄對比法”：左側(cè)寫自然語言步驟，右側(cè)同步寫對應(yīng)Python代碼，直觀展示轉(zhuǎn)換過程（如“i從1到100”對應(yīng)“foriinrange(1,101)”）；②設(shè)計“代碼填空”任務(wù)：提供自然語言算法，留出關(guān)鍵語法（如循環(huán)條件、變量更新）讓學(xué)生補全，降低從無到有的編寫難度。18.（1）明確項目總目標(biāo)：設(shè)計一個能實現(xiàn)“自動調(diào)節(jié)燈光亮度”“監(jiān)測室內(nèi)溫度”的智能家居原型系統(tǒng)。（2）任務(wù)分解原則：①按功能模塊拆分（如傳感器數(shù)據(jù)采集、無線傳輸、終端控制）；②按技術(shù)難度分層（如基礎(chǔ)任務(wù)“用Arduino讀取溫度傳感器數(shù)據(jù)”、進階任務(wù)“用Python編寫手機APP控制邏輯”）；③結(jié)合學(xué)生能力分組（如編程組負(fù)責(zé)代碼編寫、硬件組負(fù)責(zé)傳感器連接、文檔組負(fù)責(zé)記錄實驗過程）。（3）確保可操作性：每個子任務(wù)需明確輸入（如傳感器型號）、輸出（如能打印溫度值的代碼）、工具（如ArduinoIDE、MQTT協(xié)議），并提供參考示例（如溫度傳感器的接線圖）。三、案例分析題19.（1）優(yōu)點：①環(huán)節(jié)1-4邏輯清晰，覆蓋“算法理解-語法講解-實踐應(yīng)用-錯誤分析”流程；②通過學(xué)生代碼對比，強化對循環(huán)四要素的掌握，符合認(rèn)知規(guī)律。不足：①核心素養(yǎng)滲透不足：未體現(xiàn)計算思維的“抽象與自動化”（如未引導(dǎo)學(xué)生將“求和”問題抽象為循環(huán)模型）；②學(xué)生參與度低：環(huán)節(jié)1-2以教師講授為主，缺乏自主探究；③情境應(yīng)用性弱：“1到n的和”與學(xué)生生活關(guān)聯(lián)小，未體現(xiàn)“用算法解決實際問題”的價值。（2）改進建議：①情境導(dǎo)入：用“統(tǒng)計班級月考總分”替代“1到n的和”，讓學(xué)生先討論自然語言算法（如“遍歷每個學(xué)生分?jǐn)?shù)，累加求和”），再轉(zhuǎn)化為循環(huán)代碼；②增加探究環(huán)節(jié)：給出“計算1到100中偶數(shù)的和”任務(wù)，學(xué)生小組討論算法（如i步長設(shè)為2），教師再總結(jié)語法；③滲透計算思維：引導(dǎo)學(xué)生對比“循環(huán)求和”與“等差數(shù)列公式求和”的效率差異，理解算法優(yōu)化的意義。20.（1）錯誤原因：①圖表選擇依據(jù)不清晰：學(xué)生未理解散點圖用于展示兩個變量的相關(guān)關(guān)系（購物次數(shù)與金額的相關(guān)性），而柱狀圖適合比較不同類別數(shù)據(jù)（如不同用戶的金額）；②可視化規(guī)范缺失：教師未強調(diào)坐標(biāo)軸標(biāo)注的必要性，學(xué)生忽視“清晰傳達(dá)信息”的目標(biāo)；③實踐經(jīng)驗不足：學(xué)生可能僅通過教材例題接觸過柱狀圖，缺乏對散點圖適用場景的實際操作。（2）改進策略：①對比教學(xué)：展示“同一組數(shù)據(jù)用柱狀圖和散點圖呈現(xiàn)的效果差異”，討論“何時用柱狀圖（比較）、何時用散點圖（相關(guān)分析）”；②規(guī)范訓(xùn)練：提供“不完整圖表”（無標(biāo)題、未標(biāo)注單位），學(xué)生分組修改并說明改進理由；③項目驅(qū)動：讓學(xué)生用“班級身高與體重數(shù)據(jù)”制作散點圖，分析兩者相關(guān)性，強化“圖表為分析目的服務(wù)”的意識。四、教學(xué)設(shè)計題“數(shù)據(jù)清洗與預(yù)處理”課時教學(xué)設(shè)計一、教學(xué)目標(biāo)（略，已給出）二、教學(xué)重難點-重點：識別缺失值、重復(fù)值、異常值；數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與歸一化的操作。-難點：根據(jù)數(shù)據(jù)特點選擇合適的清洗方法；理解標(biāo)準(zhǔn)化與歸一化的適用場景。三、教學(xué)方法：任務(wù)驅(qū)動法、小組合作法、演示法。四、教學(xué)過程（45分鐘）1.情境導(dǎo)入（5分鐘）教師展示“校園圖書館2024年借閱數(shù)據(jù)”（部分?jǐn)?shù)據(jù)如下）：|學(xué)號|借閱次數(shù)|借閱時長（天）|書籍類型|||-|-|-||2024001|5|12|文學(xué)||2024002|3|-5|科技||2024003||8|||2024001|5|12|文學(xué)|提問：“用這些數(shù)據(jù)分析‘學(xué)生閱讀偏好’時，可能遇到什么問題？”學(xué)生觀察后回答（如數(shù)據(jù)重復(fù)、借閱時長為負(fù)數(shù)、缺失值）。教師總結(jié)：“需要先對數(shù)據(jù)清洗和預(yù)處理，才能保證分析結(jié)果準(zhǔn)確。”2.新知講授（15分鐘）（1）數(shù)據(jù)清洗（10分鐘）-教師演示用Excel“數(shù)據(jù)”選項卡的“刪除重復(fù)項”功能處理重復(fù)值（如學(xué)號2024001的重復(fù)記錄）；-展示缺失值的三種處理方法（刪除記錄、均值填充、不處理），引導(dǎo)學(xué)生討論：“借閱次數(shù)缺失時，用班級平均借閱次數(shù)填充是否合理？”（如合理，因能保留其他有效信息）；-用Python的pandas庫檢測異常值（如借閱時長-5天），講解“3σ原則”（數(shù)據(jù)偏離均值3倍標(biāo)準(zhǔn)差視為異常），學(xué)生討論：“異常值可能是輸入錯誤（如-5應(yīng)為5）或特殊情況（如續(xù)借超時），如何處理？”（2）數(shù)據(jù)預(yù)處理（5分鐘）-教師對比標(biāo)準(zhǔn)化（\(z=\frac{x-\mu}{\sigma}\)）與歸一化（\(x'=\frac{x-x_{min}}{x_{max}-x_{min}}\)）的公式，用“借閱次數(shù)