2025年教師資格考試高中學(xué)科知識(shí)與教學(xué)能力信息技術(shù)試卷與參考答案一、單項(xiàng)選擇題（本大題共15小題，每小題3分，共45分）1.某智能教育平臺(tái)通過分析學(xué)生近3個(gè)月的作業(yè)提交時(shí)間、正確率、知識(shí)點(diǎn)錯(cuò)誤分布等數(shù)據(jù)，為學(xué)生生成個(gè)性化學(xué)習(xí)報(bào)告。該過程主要體現(xiàn)了信息技術(shù)的哪項(xiàng)核心特征？（）A.信息的數(shù)字化表示B.數(shù)據(jù)的采集與分析C.算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)D.人機(jī)交互的自然化2.用Python編寫函數(shù)計(jì)算斐波那契數(shù)列第n項(xiàng)時(shí)，以下哪種實(shí)現(xiàn)方式最能體現(xiàn)“動(dòng)態(tài)規(guī)劃”思想？（）A.遞歸函數(shù)：deffib(n):returnfib(n-1)+fib(n-2)（n≥2）B.迭代函數(shù)：deffib(n):a,b=0,1;foriinrange(n):a,b=b,a+b;returnaC.記憶化遞歸：用字典緩存已計(jì)算的fib(n)值D.矩陣快速冪：通過矩陣乘法的快速冪運(yùn)算計(jì)算3.某學(xué)校圖書館管理系統(tǒng)中，“讀者”表包含字段（讀者ID，姓名，學(xué)院，借閱次數(shù)），“圖書”表包含（ISBN，書名，作者，庫存量），“借閱記錄”表包含（記錄ID，讀者ID，ISBN，借閱日期，應(yīng)還日期）。若要查詢“計(jì)算機(jī)學(xué)院讀者借閱過的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》一書的總次數(shù)”，需執(zhí)行的SQL操作是（）A.選擇+投影B.連接+選擇+聚合C.投影+連接D.選擇+聚合4.某教師在“人工智能初步”單元教學(xué)中，設(shè)計(jì)了“用Python調(diào)用開源庫實(shí)現(xiàn)圖像分類”的實(shí)踐任務(wù)。以下關(guān)于該任務(wù)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.需提前講解開源庫的安裝與函數(shù)調(diào)用方法B.應(yīng)要求學(xué)生理解圖像分類的底層數(shù)學(xué)原理（如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）C.可通過對(duì)比不同模型（如ResNet、VGG）的分類準(zhǔn)確率深化理解D.需引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注人工智能應(yīng)用的倫理問題（如數(shù)據(jù)隱私）5.若某8位二進(jìn)制數(shù)補(bǔ)碼表示為10110100，則其原碼對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)是（）A.-76B.-52C.-100D.-446.關(guān)于TCP/IP協(xié)議棧的描述，正確的是（）A.應(yīng)用層協(xié)議包括HTTP、TCP、DNSB.傳輸層負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)分割為數(shù)據(jù)包并添加IP地址C.網(wǎng)絡(luò)層的ARP協(xié)議用于將IP地址轉(zhuǎn)換為MAC地址D.數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能是提供端到端的可靠傳輸7.用Photoshop處理一張RGB模式的照片時(shí)，若需將天空部分整體調(diào)藍(lán)，最合理的操作是（）A.選擇“色彩范圍”工具選中天空，調(diào)整“色相/飽和度”中的色相滑塊向藍(lán)色偏移B.使用“鋼筆工具”精確摳取天空，復(fù)制到新圖層后調(diào)整“曲線”工具C.添加“顏色查找”調(diào)整圖層，選擇預(yù)設(shè)的藍(lán)色濾鏡D.進(jìn)入“通道”面板，增加藍(lán)色通道的亮度值8.某同學(xué)編寫了如下Python代碼：```pythondeffunc(a):a=a+1returnax=5func(x)print(x)```運(yùn)行后輸出的結(jié)果是（）A.5B.6C.0D.程序報(bào)錯(cuò)9.關(guān)于信息安全的描述，錯(cuò)誤的是（）A.數(shù)字簽名技術(shù)通過非對(duì)稱加密實(shí)現(xiàn)身份驗(yàn)證B.防火墻無法防御來自內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的惡意攻擊C.鹽值（Salt）的作用是防止哈希碰撞D.雙因素認(rèn)證（2FA）結(jié)合了“你知道的”和“你擁有的”兩類憑證10.在“多媒體作品設(shè)計(jì)”課程中，教師要求學(xué)生制作介紹家鄉(xiāng)文化的交互性PPT。以下評(píng)價(jià)要點(diǎn)中，最能體現(xiàn)“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”核心素養(yǎng)的是（）A.PPT頁面布局是否美觀，色彩搭配是否協(xié)調(diào)B.是否使用超鏈接實(shí)現(xiàn)不同文化主題的跳轉(zhuǎn)C.能否通過視頻、音頻等素材生動(dòng)呈現(xiàn)家鄉(xiāng)文化D.是否自主探索了PPT的高級(jí)功能（如動(dòng)畫刷、變體設(shè)計(jì)）11.某算法的時(shí)間復(fù)雜度為O(n2)，當(dāng)n=100時(shí)運(yùn)行時(shí)間為1秒。若n增加到200，運(yùn)行時(shí)間約為（）A.2秒B.4秒C.8秒D.16秒12.關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述，正確的是（）A.隊(duì)列的特點(diǎn)是“后進(jìn)先出”，適用于任務(wù)調(diào)度場(chǎng)景B.二叉樹中每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多有2個(gè)子節(jié)點(diǎn)，且子節(jié)點(diǎn)有左右之分C.哈希表的查找時(shí)間復(fù)雜度一定為O(1)D.線性表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)比鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)更便于插入和刪除操作13.某教師設(shè)計(jì)“Python爬蟲基礎(chǔ)”課時(shí)，以下教學(xué)目標(biāo)的表述最規(guī)范的是（）A.學(xué)生掌握網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的發(fā)送方法B.通過實(shí)踐操作，學(xué)生能使用requests庫獲取指定網(wǎng)頁的HTML源碼C.培養(yǎng)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)解決問題的能力D.學(xué)生了解爬蟲的應(yīng)用場(chǎng)景和法律邊界14.若要將十進(jìn)制數(shù)37轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，正確的結(jié)果是（）A.100101B.101001C.110001D.10001115.關(guān)于信息系統(tǒng)的生命周期，正確的順序是（）A.規(guī)劃→設(shè)計(jì)→開發(fā)→實(shí)施→運(yùn)維B.設(shè)計(jì)→規(guī)劃→開發(fā)→實(shí)施→運(yùn)維C.規(guī)劃→開發(fā)→設(shè)計(jì)→實(shí)施→運(yùn)維D.設(shè)計(jì)→開發(fā)→規(guī)劃→實(shí)施→運(yùn)維二、簡(jiǎn)答題（本大題共3小題，每小題10分，共30分）16.簡(jiǎn)述Python中生成器（Generator）和迭代器（Iterator）的區(qū)別，并各舉一例說明其應(yīng)用場(chǎng)景。17.某教師在“網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)”單元教學(xué)中，計(jì)劃通過“校園網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析”活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的“計(jì)算思維”核心素養(yǎng)。請(qǐng)從“抽象與建模”“算法與程序”兩個(gè)維度，說明該活動(dòng)的設(shè)計(jì)思路。18.數(shù)據(jù)可視化是信息表達(dá)的重要手段。請(qǐng)列舉至少4種常見的數(shù)據(jù)可視化圖表類型，并分別說明其適用場(chǎng)景。三、案例分析題（本大題共2小題，每小題20分，共40分）19.閱讀以下教學(xué)片段，回答問題。背景：教師在“算法與程序設(shè)計(jì)”單元講解“選擇結(jié)構(gòu)”，教學(xué)目標(biāo)為：①掌握if-else語句的語法規(guī)則；②能運(yùn)用選擇結(jié)構(gòu)解決簡(jiǎn)單實(shí)際問題。教學(xué)過程：-導(dǎo)入：展示問題“輸入一個(gè)整數(shù)，判斷其是否為偶數(shù)”，引導(dǎo)學(xué)生思考解決思路。-講解：通過板書演示if-else語句的格式（if條件:...else:...），強(qiáng)調(diào)冒號(hào)、縮進(jìn)等語法要點(diǎn)。-實(shí)踐：學(xué)生獨(dú)立編寫程序，教師巡視指導(dǎo)。-反饋：展示3份學(xué)生代碼（如下），組織全班討論。學(xué)生代碼1：```pythonnum=int(input("請(qǐng)輸入一個(gè)整數(shù)："))ifnum%2==0:print("是偶數(shù)")else:print("不是偶數(shù)")```學(xué)生代碼2：```pythonnum=int(input("請(qǐng)輸入一個(gè)整數(shù)："))ifnum%2=0:此處符號(hào)錯(cuò)誤print("是偶數(shù)")else:print("不是偶數(shù)")```學(xué)生代碼3：```pythonnum=input("請(qǐng)輸入一個(gè)整數(shù)：")未轉(zhuǎn)換為整數(shù)類型ifint(num)%2==0:print("是偶數(shù)")else:print("不是偶數(shù)")```問題：（1）分析教師選擇這3份學(xué)生代碼作為反饋案例的合理性。（10分）（2）針對(duì)學(xué)生代碼中的典型錯(cuò)誤，提出具體的教學(xué)改進(jìn)建議。（10分）20.閱讀以下教學(xué)設(shè)計(jì)方案，回答問題。課題：用Python實(shí)現(xiàn)“垃圾分類小助手”——基于決策樹的分類程序教學(xué)目標(biāo)：-知識(shí)與技能：了解決策樹算法的基本思想；能編寫簡(jiǎn)單的條件判斷語句實(shí)現(xiàn)分類功能。-過程與方法：通過分析垃圾特征→設(shè)計(jì)判斷規(guī)則→編寫程序→測(cè)試優(yōu)化的流程，體驗(yàn)算法設(shè)計(jì)的一般過程。-情感態(tài)度與價(jià)值觀：增強(qiáng)垃圾分類的意識(shí)，體會(huì)信息技術(shù)在解決社會(huì)問題中的作用。教學(xué)過程：1.情境導(dǎo)入（5分鐘）：播放視頻“垃圾混投導(dǎo)致的環(huán)境問題”，提問：“如何用程序幫助居民正確分類？”2.新知講授（15分鐘）：-教師講解決策樹的概念（從根節(jié)點(diǎn)到葉節(jié)點(diǎn)的判斷路徑）；-示例：設(shè)計(jì)“是否為可回收物”的決策樹（特征：材質(zhì)、是否被污染）。3.實(shí)踐探究（25分鐘）：-任務(wù)1：小組討論，確定4類垃圾（可回收物、有害垃圾、廚余垃圾、其他垃圾）的分類特征（如材質(zhì)、是否易腐）；-任務(wù)2：根據(jù)特征設(shè)計(jì)決策樹（用流程圖表示）；-任務(wù)3：將決策樹轉(zhuǎn)換為Python程序（使用if-elif-else結(jié)構(gòu)）。4.展示評(píng)價(jià)（10分鐘）：各小組展示程序并測(cè)試（輸入垃圾名稱，輸出分類結(jié)果），教師從“規(guī)則合理性”“代碼規(guī)范性”“分類準(zhǔn)確率”三方面點(diǎn)評(píng)。問題：（1）分析該教學(xué)設(shè)計(jì)是否達(dá)成“情感態(tài)度與價(jià)值觀”目標(biāo)，說明理由。（10分）（2）從“核心素養(yǎng)”培養(yǎng)的角度，指出該設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)與不足。（10分）四、教學(xué)設(shè)計(jì)題（本大題1小題，35分）21.閱讀以下材料，完成教學(xué)設(shè)計(jì)。教學(xué)內(nèi)容：高中信息技術(shù)選擇性必修1《數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》中的“線性表的順序存儲(chǔ)與鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)”。教材分析：本節(jié)是“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”模塊的基礎(chǔ)內(nèi)容，前承“數(shù)據(jù)與信息”，后啟“棧、隊(duì)列、樹”等結(jié)構(gòu)。重點(diǎn)是理解兩種存儲(chǔ)方式的特點(diǎn)及適用場(chǎng)景，難點(diǎn)是對(duì)比兩者在插入、刪除操作上的時(shí)間復(fù)雜度差異。學(xué)生情況：高二年級(jí)學(xué)生已掌握Python基本語法，能編寫簡(jiǎn)單的循環(huán)和條件語句，但抽象思維能力較弱，對(duì)“存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)”的物理實(shí)現(xiàn)缺乏直觀認(rèn)識(shí)。要求：（1）設(shè)計(jì)具體的教學(xué)目標(biāo)（應(yīng)包含核心素養(yǎng)維度）；（8分）（2）設(shè)計(jì)教學(xué)過程（需包含導(dǎo)入、新知講授、實(shí)踐探究、總結(jié)拓展等環(huán)節(jié)，時(shí)間分配合理）；（20分）（3）設(shè)計(jì)針對(duì)“兩種存儲(chǔ)方式適用場(chǎng)景”的課堂檢測(cè)題（至少2題），并說明設(shè)計(jì)意圖。（7分）參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.C3.B4.B5.A6.C7.A8.A9.C10.D11.B12.B13.B14.A15.A二、簡(jiǎn)答題16.區(qū)別：-生成器是一種特殊的迭代器，通過yield關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)，按需生成值，節(jié)省內(nèi)存；迭代器是實(shí)現(xiàn)了__iter__()和__next__()方法的對(duì)象，可遍歷容器中的元素。-生成器在調(diào)用next()時(shí)執(zhí)行到y(tǒng)ield語句暫停，下次調(diào)用繼續(xù)執(zhí)行；迭代器需預(yù)先加載所有元素到內(nèi)存（如列表迭代器）。應(yīng)用場(chǎng)景：-生成器：處理大文件（如逐行讀取10GB日志文件）、無限序列生成（如斐波那契數(shù)列生成）。-迭代器：遍歷列表、字典等可迭代對(duì)象（如for循環(huán)本質(zhì)是調(diào)用迭代器）。17.設(shè)計(jì)思路：-抽象與建模：①引導(dǎo)學(xué)生觀察校園網(wǎng)實(shí)際設(shè)備（如交換機(jī)、路由器、服務(wù)器），抽象出“節(jié)點(diǎn)”（終端設(shè)備）和“邊”（通信鏈路）的模型；②分析不同區(qū)域（教學(xué)區(qū)、宿舍區(qū)）的網(wǎng)絡(luò)連接方式，建立拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（如星型、樹型）的數(shù)學(xué)模型；③對(duì)比不同拓?fù)涞膬?yōu)缺點(diǎn)（如星型的中心節(jié)點(diǎn)故障影響范圍），提升抽象概括能力。-算法與程序：①設(shè)計(jì)“最短路徑計(jì)算”任務(wù)（如從教師機(jī)到圖書館服務(wù)器的最優(yōu)路徑），引導(dǎo)學(xué)生用Dijkstra算法建模；②用Python編寫簡(jiǎn)單的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模擬程序（用鄰接表存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)關(guān)系），通過代碼驗(yàn)證不同拓?fù)涞耐ㄐ判?；③分析網(wǎng)絡(luò)流量分配算法（如負(fù)載均衡），理解算法在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的作用。18.圖表類型及適用場(chǎng)景：-柱狀圖：比較不同類別數(shù)據(jù)的大?。ㄈ绺靼嗉?jí)月考平均分對(duì)比）；-折線圖：展示數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化的趨勢(shì)（如某城市一年的氣溫變化）；-散點(diǎn)圖：分析兩個(gè)變量的相關(guān)性（如學(xué)生睡眠時(shí)間與成績(jī)的關(guān)系）；-餅圖：顯示各部分占總體的比例（如家庭月支出的分類占比）；-熱力圖：呈現(xiàn)二維數(shù)據(jù)的密度分布（如網(wǎng)站頁面點(diǎn)擊熱點(diǎn)分析）。三、案例分析題19.（1）合理性分析：①代碼1正確實(shí)現(xiàn)功能，可作為示范，幫助學(xué)生明確正確的語法和邏輯；②代碼2存在“=”與“==”的符號(hào)錯(cuò)誤，是初學(xué)者常見的語法錯(cuò)誤，通過討論可強(qiáng)化條件判斷的符號(hào)規(guī)范；③代碼3未將輸入的字符串轉(zhuǎn)換為整數(shù)（雖最終用int(num)補(bǔ)救，但輸入時(shí)未轉(zhuǎn)換可能導(dǎo)致異常），暴露了數(shù)據(jù)類型處理的易錯(cuò)點(diǎn)，能引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注輸入驗(yàn)證的重要性。（2）改進(jìn)建議：①針對(duì)代碼2的符號(hào)錯(cuò)誤：通過對(duì)比“賦值”與“條件判斷”的符號(hào)差異，用紅色標(biāo)記錯(cuò)誤位置，強(qiáng)調(diào)“條件判斷必須用==”；②針對(duì)代碼3的數(shù)據(jù)類型問題：增加“輸入驗(yàn)證”環(huán)節(jié)，講解try-except異常處理，要求學(xué)生在輸入后添加類型檢查（如try:num=int(input(...))except:print("請(qǐng)輸入有效整數(shù)")）；③拓展練習(xí)：設(shè)計(jì)“判斷閏年”任務(wù)（需多重條件判斷），鞏固選擇結(jié)構(gòu)的綜合應(yīng)用；④小組互查：組織學(xué)生交換代碼，用“錯(cuò)誤標(biāo)記法”找出對(duì)方代碼中的語法或邏輯錯(cuò)誤，培養(yǎng)自主糾錯(cuò)能力。20.（1）目標(biāo)達(dá)成分析：基本達(dá)成。理由：①情境導(dǎo)入通過環(huán)境問題視頻激發(fā)學(xué)生對(duì)垃圾分類的關(guān)注；②實(shí)踐任務(wù)要求學(xué)生設(shè)計(jì)分類規(guī)則，需主動(dòng)了解各類垃圾的特征（如有害垃圾的化學(xué)性質(zhì)），深化對(duì)垃圾分類意義的理解；③展示評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)中，教師可結(jié)合測(cè)試案例（如“過期藥品”“快遞紙箱”的分類）強(qiáng)調(diào)分類不準(zhǔn)確的環(huán)境危害，強(qiáng)化責(zé)任意識(shí)。（2）核心素養(yǎng)亮點(diǎn)與不足：亮點(diǎn)：①計(jì)算思維：通過設(shè)計(jì)決策樹→轉(zhuǎn)換為程序的過程，培養(yǎng)“問題抽象→模型構(gòu)建→算法實(shí)現(xiàn)”的思維鏈；②信息社會(huì)責(zé)任：結(jié)合環(huán)境問題，引導(dǎo)學(xué)生思考技術(shù)在解決社會(huì)問題中的作用，滲透責(zé)任意識(shí)；③數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：學(xué)生需自主設(shè)計(jì)分類特征，嘗試不同的判斷規(guī)則，體現(xiàn)創(chuàng)新能力。不足：①缺少對(duì)“數(shù)據(jù)質(zhì)量”的關(guān)注（如分類特征是否全面、是否有歧義），可增加“數(shù)據(jù)驗(yàn)證”環(huán)節(jié)（如用真實(shí)垃圾樣本測(cè)試程序）；②計(jì)算思維的深度不夠（決策樹僅用簡(jiǎn)單條件判斷，未涉及特征權(quán)重、剪枝等算法優(yōu)化），可引導(dǎo)學(xué)有余力的學(xué)生探索更復(fù)雜的決策樹結(jié)構(gòu)；③未明確體現(xiàn)“信息意識(shí)”（如如何獲取權(quán)威的垃圾分類標(biāo)準(zhǔn)），可補(bǔ)充“數(shù)據(jù)來源可信度”的討論（如參考《生活垃圾分類標(biāo)志》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）。四、教學(xué)設(shè)計(jì)題21.（1）教學(xué)目標(biāo)：-信息意識(shí)：體會(huì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)信息組織效率的影響，形成用合理結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的意識(shí)；-計(jì)算思維：通過對(duì)比順序表與鏈表的存儲(chǔ)方式，理解“時(shí)間換空間”“空間換時(shí)間”的優(yōu)化思想，能根據(jù)需求選擇合適的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；-數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：通過模擬實(shí)驗(yàn)（如用Python列表模擬順序表、自定義類模擬鏈表），探索不同操作的效率差異；-信息社會(huì)責(zé)任：討論數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在實(shí)際系統(tǒng)中的應(yīng)用（如數(shù)據(jù)庫索引、社交網(wǎng)絡(luò)關(guān)系存儲(chǔ)），感受技術(shù)對(duì)社會(huì)生活的支撐作用。（2）教學(xué)過程：|環(huán)節(jié)|時(shí)間|內(nèi)容與活動(dòng)設(shè)計(jì)||||--||導(dǎo)入|5min|情境：展示圖書館書架（順序擺放）與圖書檢索系統(tǒng)（記錄書號(hào)+位置），提問：“如果要快速插入一本新書，哪種方式更高效？”引出“數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)”的課題。||新知講授|15min|①順序存儲(chǔ)：用Python列表演示“學(xué)生名