2025年教師資格考試高級(jí)中學(xué)學(xué)科知識(shí)與教學(xué)能力信息技術(shù)試卷及答案一、單項(xiàng)選擇題（本大題共15小題，每小題3分，共45分）1.以下關(guān)于Python數(shù)據(jù)類(lèi)型的描述中，正確的是（）。A.列表（list）是不可變數(shù)據(jù)類(lèi)型B.元組（tuple）中的元素可以修改C.字典（dict）的鍵必須是不可變數(shù)據(jù)類(lèi)型D.集合（set）允許包含重復(fù)元素2.已知一棵二叉樹(shù)的前序遍歷序列為ABCDE，中序遍歷序列為BADCE，則該二叉樹(shù)的后序遍歷序列是（）。A.BDECAB.BEDACC.BDAECD.BEDCA3.下列IPv6地址的表示中，符合規(guī)范的是（）。A.2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334B.2001:db8:85a3::8a2e:370:7334C.2001:0db8:85a3:0:0:8a2e:0370:7334D.2001:db8:85a3::8a2e::370:73344.某學(xué)校為防止學(xué)生通過(guò)校園網(wǎng)傳播惡意軟件，采取了以下措施，其中不符合“最小權(quán)限原則”的是（）。A.限制學(xué)生賬號(hào)僅能訪問(wèn)教學(xué)相關(guān)網(wǎng)站B.為教師賬號(hào)開(kāi)放所有網(wǎng)絡(luò)管理權(quán)限C.禁止學(xué)生賬號(hào)安裝非教學(xué)必需的軟件D.定期回收不再使用的臨時(shí)賬號(hào)權(quán)限5.某數(shù)據(jù)庫(kù)表“學(xué)生”包含字段：學(xué)號(hào)（char(10)）、姓名（varchar(20)）、年齡（int）、班級(jí)（varchar(10)）。若要查詢“高二（3）班年齡大于16歲的學(xué)生姓名”，正確的SQL語(yǔ)句是（）。A.SELECT姓名FROM學(xué)生WHERE班級(jí)=高二（3）班AND年齡>16B.SELECT姓名FROM學(xué)生WHERE班級(jí)='高二（3）班'AND年齡>16C.SELECT姓名FROM學(xué)生WHERE班級(jí)=“高二（3）班”AND年齡>16D.SELECT姓名FROM學(xué)生WHERE班級(jí)=高二（3）班OR年齡>166.以下多媒體壓縮技術(shù)中，屬于有損壓縮的是（）。A.PNG圖像格式B.WAV音頻格式C.JPEG圖像格式D.BMP圖像格式7.某算法的時(shí)間復(fù)雜度為O(n2)，當(dāng)輸入規(guī)模n=100時(shí)，執(zhí)行時(shí)間為1秒。若輸入規(guī)模n=200時(shí)，執(zhí)行時(shí)間約為（）。A.2秒B.4秒C.8秒D.16秒8.某企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，所有計(jì)算機(jī)均通過(guò)交換機(jī)連接到核心路由器，該網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是（）。A.總線型B.星型C.環(huán)型D.網(wǎng)狀型9.以下人工智能應(yīng)用中，基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的是（）。A.智能語(yǔ)音助手（如Siri）B.自動(dòng)駕駛中的障礙物識(shí)別C.垃圾郵件分類(lèi)D.智能客服的自然語(yǔ)言處理10.數(shù)據(jù)清洗是數(shù)據(jù)預(yù)處理的關(guān)鍵步驟。以下操作中，不屬于數(shù)據(jù)清洗的是（）。A.處理缺失值（如用均值填充）B.去除重復(fù)記錄C.將文本數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)值型數(shù)據(jù)D.糾正數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤（如年齡“200歲”修正為“20歲”）11.以下HTML標(biāo)簽中，用于定義表格行的是（）。A.<td>B.<tr>C.<th>D.<table>12.操作系統(tǒng)中，“進(jìn)程”與“線程”的主要區(qū)別是（）。A.進(jìn)程是資源分配的基本單位，線程是CPU調(diào)度的基本單位B.進(jìn)程是CPU調(diào)度的基本單位，線程是資源分配的基本單位C.進(jìn)程只能串行執(zhí)行，線程可以并行執(zhí)行D.進(jìn)程擁有獨(dú)立內(nèi)存空間，線程共享內(nèi)存空間13.以下數(shù)據(jù)可視化工具中，適合制作動(dòng)態(tài)交互圖表（如隨時(shí)間變化的全球氣溫圖）的是（）。A.ExcelB.TableauC.WordD.Photoshop14.信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，“原型法”的主要特點(diǎn)是（）。A.強(qiáng)調(diào)嚴(yán)格的階段劃分和文檔管理B.通過(guò)快速構(gòu)建原型來(lái)獲取用戶需求C.適用于需求明確且穩(wěn)定的大型系統(tǒng)D.采用自底向上的開(kāi)發(fā)策略15.以下關(guān)于Python生成器（generator）的描述中，錯(cuò)誤的是（）。A.生成器使用yield語(yǔ)句返回值B.生成器可以按需生成數(shù)據(jù)，節(jié)省內(nèi)存C.生成器對(duì)象只能迭代一次D.生成器函數(shù)調(diào)用后立即執(zhí)行所有代碼二、簡(jiǎn)答題（本大題共5小題，每小題8分，共40分）16.簡(jiǎn)述Python中異常處理（try-except語(yǔ)句）的作用，并舉例說(shuō)明其典型應(yīng)用場(chǎng)景。17.簡(jiǎn)述OSI參考模型中“分層”設(shè)計(jì)的意義，并列舉從物理層到應(yīng)用層的各層名稱。18.說(shuō)明信息安全中“最小權(quán)限原則”的含義，并舉例說(shuō)明其在學(xué)校信息系統(tǒng)管理中的應(yīng)用。19.簡(jiǎn)述算法設(shè)計(jì)中“分治策略”的基本步驟，并以“歸并排序”為例說(shuō)明其具體應(yīng)用。20.列舉項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（PBL）在高中信息技術(shù)教學(xué)中的實(shí)施要點(diǎn)，并說(shuō)明其對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的作用。三、案例分析題（本大題共2小題，每小題20分，共40分）21.案例：某教師在教授“Python循環(huán)嵌套”一課時(shí)，布置了如下任務(wù)：“輸出一個(gè)5行5列的星號(hào)矩陣（如：；；…）”。學(xué)生作業(yè)中出現(xiàn)了以下典型錯(cuò)誤：（1）部分學(xué)生代碼輸出了1行25個(gè)星號(hào)（）；（2）部分學(xué)生代碼輸出了5行，但每行星號(hào)數(shù)量依次為1、2、3、4、5個(gè)（；；；；）。問(wèn)題：（1）分析學(xué)生出現(xiàn)上述錯(cuò)誤的可能原因；（10分）（2）針對(duì)錯(cuò)誤（2），設(shè)計(jì)一個(gè)教學(xué)片段幫助學(xué)生理解循環(huán)嵌套的邏輯。（10分）22.案例：某教師在“網(wǎng)絡(luò)安全”單元教學(xué)中，設(shè)計(jì)了如下教學(xué)活動(dòng)：-活動(dòng)1：展示“勒索軟件攻擊某學(xué)校系統(tǒng)”的新聞視頻，提問(wèn)：“如果你的電腦中了勒索軟件，該怎么辦？”-活動(dòng)2：分發(fā)模擬“網(wǎng)絡(luò)釣魚(yú)郵件”（包含虛假鏈接），學(xué)生分組分析郵件中的可疑特征（如發(fā)件人郵箱、鏈接域名）。-活動(dòng)3：小組合作完成“校園網(wǎng)絡(luò)安全手冊(cè)”，包含賬號(hào)密碼管理、陌生鏈接處理、軟件下載渠道等內(nèi)容，并在班級(jí)展示。問(wèn)題：（1）分析該教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)；（10分）（2）提出一條改進(jìn)建議，并說(shuō)明理由。（10分）四、教學(xué)設(shè)計(jì)題（本大題1小題，35分）23.依據(jù)以下材料，完成“Python函數(shù)的定義與調(diào)用”一課的教學(xué)設(shè)計(jì)。材料1：《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》中“數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”主題要求：“理解函數(shù)的作用，掌握函數(shù)的定義與調(diào)用方法，能使用函數(shù)實(shí)現(xiàn)代碼復(fù)用?！辈牧?：教學(xué)對(duì)象為高二年級(jí)學(xué)生，已掌握Python基本數(shù)據(jù)類(lèi)型、條件判斷和循環(huán)結(jié)構(gòu)。材料3：教學(xué)重點(diǎn)：函數(shù)的定義語(yǔ)法（def語(yǔ)句）、參數(shù)傳遞（形參與實(shí)參）；教學(xué)難點(diǎn)：函數(shù)的邏輯封裝與代碼復(fù)用價(jià)值。要求：（1）設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)（知識(shí)、技能、情感態(tài)度與價(jià)值觀）；（6分）（2）設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程（包括導(dǎo)入、新知講授、實(shí)踐探究、總結(jié)拓展環(huán)節(jié)），要求環(huán)節(jié)完整、活動(dòng)具體、體現(xiàn)學(xué)生主體性；（20分）（3）設(shè)計(jì)板書(shū)設(shè)計(jì)（5分）；（4）設(shè)計(jì)課堂評(píng)價(jià)方案（4分）。答案及解析一、單項(xiàng)選擇題1.C【解析】列表是可變類(lèi)型，元組不可修改，集合不允許重復(fù)元素，字典鍵需為不可變類(lèi)型（如字符串、數(shù)字、元組）。2.A【解析】前序遍歷（根左右）為ABCDE，中序遍歷（左根右）為BADCE，可推導(dǎo)出根為A，左子樹(shù)為B（前序第二個(gè)），右子樹(shù)為CDE。后序遍歷（左右根）順序?yàn)锽→D→E→C→A，即BDECA。3.A【解析】IPv6地址中“::”只能出現(xiàn)一次，且省略前導(dǎo)零需保留至少一個(gè)數(shù)字。選項(xiàng)B省略了“0db8”的前導(dǎo)零（應(yīng)保留“0db8”或簡(jiǎn)化為“db8”），C未省略連續(xù)零，D出現(xiàn)兩次“::”，均錯(cuò)誤。4.B【解析】“最小權(quán)限原則”要求僅授予必要權(quán)限。教師賬號(hào)開(kāi)放所有權(quán)限違反該原則。5.B【解析】SQL中字符串需用單引號(hào)（''）包裹，邏輯運(yùn)算符用AND。6.C【解析】JPEG采用有損壓縮，PNG、BMP為無(wú)損壓縮，WAV為無(wú)壓縮音頻格式。7.B【解析】O(n2)時(shí)間復(fù)雜度下，執(zhí)行時(shí)間與n2成正比。n=200時(shí)，時(shí)間為(200/100)2×1=4秒。8.B【解析】所有節(jié)點(diǎn)通過(guò)中心設(shè)備（交換機(jī)）連接，屬于星型拓?fù)洹?.B【解析】障礙物識(shí)別基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)，其他選項(xiàng)分別為語(yǔ)音識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)分類(lèi)、自然語(yǔ)言處理。10.C【解析】數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（文本轉(zhuǎn)數(shù)值）屬于數(shù)據(jù)集成或變換，非清洗（清洗處理缺失、錯(cuò)誤、重復(fù)）。11.B【解析】<tr>定義行，<td>定義單元格，<th>定義表頭，<table>定義表格。12.A【解析】進(jìn)程是資源分配單位，線程是CPU調(diào)度單位；線程共享進(jìn)程內(nèi)存，可并行執(zhí)行。13.B【解析】Tableau支持動(dòng)態(tài)交互可視化，Excel適合靜態(tài)圖表，Word、Photoshop非可視化工具。14.B【解析】原型法通過(guò)快速原型獲取需求，適用于需求不明確的場(chǎng)景；瀑布模型強(qiáng)調(diào)階段劃分。15.D【解析】生成器函數(shù)調(diào)用后返回生成器對(duì)象，代碼在迭代時(shí)逐行執(zhí)行，而非立即執(zhí)行所有代碼。二、簡(jiǎn)答題16.作用：捕獲程序運(yùn)行中的異常（如除零錯(cuò)誤、文件不存在），避免程序崩潰，提高魯棒性。典型場(chǎng)景：讀取文件時(shí)處理“文件未找到”異常；用戶輸入數(shù)據(jù)時(shí)處理“類(lèi)型錯(cuò)誤”（如輸入字母代替數(shù)字）。示例代碼：```pythontry:num=int(input("請(qǐng)輸入整數(shù)："))result=10/numexceptValueError:print("輸入非整數(shù)！")exceptZeroDivisionError:print("不能輸入0！")```17.分層意義：降低復(fù)雜度（每層僅處理本層功能）、便于標(biāo)準(zhǔn)化（各層獨(dú)立設(shè)計(jì)）、提高可維護(hù)性（修改一層不影響其他層）。各層名稱（從下到上）：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層、應(yīng)用層。18.含義：用戶或進(jìn)程僅獲得完成任務(wù)所需的最小權(quán)限，避免越權(quán)操作導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)用示例：學(xué)校圖書(shū)館管理系統(tǒng)中，學(xué)生賬號(hào)僅能查詢圖書(shū)信息，不能修改數(shù)據(jù)庫(kù)；管理員賬號(hào)按職責(zé)劃分（如采購(gòu)管理員無(wú)刪除權(quán)限，借閱管理員無(wú)采購(gòu)權(quán)限）。19.分治步驟：（1）分解：將問(wèn)題劃分為若干子問(wèn)題；（2）解決：遞歸求解子問(wèn)題（若子問(wèn)題足夠小則直接求解）；（3）合并：將子問(wèn)題解合并為原問(wèn)題解。歸并排序應(yīng)用：將數(shù)組分成兩半→分別排序→合并兩個(gè)有序子數(shù)組得到最終有序數(shù)組。20.實(shí)施要點(diǎn)：（1）選擇真實(shí)情境的驅(qū)動(dòng)問(wèn)題（如“設(shè)計(jì)班級(jí)圖書(shū)管理系統(tǒng)”）；（2）明確任務(wù)分工與時(shí)間規(guī)劃；（3）提供工具與資源支持（如Python文檔、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)指南）；（4）組織階段性展示與反饋。對(duì)核心素養(yǎng)的作用：計(jì)算思維（分析問(wèn)題、設(shè)計(jì)算法）、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新（工具應(yīng)用、協(xié)作解決問(wèn)題）、信息社會(huì)責(zé)任（系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的隱私保護(hù)意識(shí)）。三、案例分析題21.（1）錯(cuò)誤原因：錯(cuò)誤（1）：學(xué)生未正確使用外層循環(huán)控制行數(shù)，可能僅使用了一個(gè)for循環(huán)（如foriinrange(25):print('',end='')），未通過(guò)內(nèi)層循環(huán)換行。錯(cuò)誤（2）：學(xué)生內(nèi)層循環(huán)的范圍設(shè)置錯(cuò)誤（如內(nèi)層循環(huán)為range(i+1)，導(dǎo)致第i行輸出i+1個(gè)星號(hào)），未理解內(nèi)層循環(huán)應(yīng)固定為5次（range(5)）。（2）教學(xué)片段設(shè)計(jì)：教師活動(dòng)：展示學(xué)生錯(cuò)誤代碼（輸出1-5個(gè)星號(hào)的代碼），提問(wèn)：“這段代碼中，內(nèi)層循環(huán)的變量i和外層循環(huán)的變量i有什么關(guān)系？”學(xué)生觀察后回答：“內(nèi)層循環(huán)的range(i+1)導(dǎo)致行數(shù)增加時(shí)，星號(hào)數(shù)量也增加。”教師引導(dǎo)：“我們的目標(biāo)是每行5個(gè)星號(hào)，所以內(nèi)層循環(huán)的次數(shù)應(yīng)與行數(shù)無(wú)關(guān)。應(yīng)該怎么修改？”學(xué)生嘗試修改內(nèi)層循環(huán)為range(5)，運(yùn)行后觀察輸出結(jié)果（每行5個(gè)星號(hào)）。教師總結(jié)：“外層循環(huán)控制行數(shù)（5次），內(nèi)層循環(huán)控制每行的星號(hào)數(shù)（固定5次），兩層循環(huán)是獨(dú)立的，內(nèi)層循環(huán)的范圍不依賴外層循環(huán)變量?！?2.（1）優(yōu)點(diǎn)：①情境真實(shí)：通過(guò)新聞視頻、模擬郵件貼近學(xué)生生活，激發(fā)興趣；②活動(dòng)分層：從觀察（視頻）→分析（釣魚(yú)郵件）→實(shí)踐（編寫(xiě)手冊(cè)），符合認(rèn)知規(guī)律；③強(qiáng)調(diào)參與：小組合作促進(jìn)協(xié)作，展示環(huán)節(jié)提升表達(dá)能力；④目標(biāo)明確：覆蓋網(wǎng)絡(luò)安全核心知識(shí)（勒索軟件應(yīng)對(duì)、釣魚(yú)郵件識(shí)別、安全習(xí)慣）。（2）改進(jìn)建議：增加“模擬攻擊-防御”實(shí)踐活動(dòng)。例如，使用網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)平臺(tái)，學(xué)生分組扮演“攻擊者”（嘗試破解簡(jiǎn)單密碼）和“防御者”（設(shè)置強(qiáng)密碼、開(kāi)啟二次驗(yàn)證），通過(guò)體驗(yàn)加深對(duì)“最小權(quán)限”“密碼強(qiáng)度”等概念的理解。理由：信息技術(shù)課程強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)”，實(shí)踐操作能強(qiáng)化知識(shí)應(yīng)用，提升學(xué)生的問(wèn)題解決能力。四、教學(xué)設(shè)計(jì)題23.（1）教學(xué)目標(biāo)-知識(shí)目標(biāo)：掌握函數(shù)定義的語(yǔ)法（def語(yǔ)句）、形參與實(shí)參的區(qū)別；理解函數(shù)的代碼復(fù)用價(jià)值。-技能目標(biāo)：能根據(jù)需求設(shè)計(jì)函數(shù)（如計(jì)算兩個(gè)數(shù)的和），并正確調(diào)用；能通過(guò)函數(shù)封裝重復(fù)代碼，優(yōu)化程序結(jié)構(gòu)。-情感態(tài)度與價(jià)值觀：感受函數(shù)對(duì)代碼簡(jiǎn)潔性的提升，形成“模塊化設(shè)計(jì)”的編程思維；體會(huì)協(xié)作編寫(xiě)函數(shù)庫(kù)的團(tuán)隊(duì)價(jià)值。（2）教學(xué)過(guò)程環(huán)節(jié)1：導(dǎo)入（5分鐘）展示兩段代碼：一段是重復(fù)的“打印歡迎語(yǔ)”代碼（3次重復(fù)print("歡迎使用系統(tǒng)！")），另一段是用函數(shù)封裝后的代碼（定義welcome()函數(shù)，調(diào)用3次）。提問(wèn)：“哪段代碼更易維護(hù)？如果需要修改歡迎語(yǔ)，哪段代碼修改更方便？”學(xué)生觀察后總結(jié)：重復(fù)代碼修改麻煩，函數(shù)可復(fù)用。環(huán)節(jié)2：新知講授（15分鐘）①函數(shù)定義語(yǔ)法：通過(guò)示例講解def語(yǔ)句結(jié)構(gòu)（def函數(shù)名(參數(shù)):函數(shù)體return返回值）。以“計(jì)算兩數(shù)之和”為例，演示：```pythondefadd(a,b):result=a+breturnresult```強(qiáng)調(diào)：函數(shù)名命名規(guī)范（小寫(xiě)+下劃線），參數(shù)為形參（函數(shù)定義時(shí)的變量）。②函數(shù)調(diào)用：展示調(diào)用add(3,5)的過(guò)程，說(shuō)明實(shí)參（調(diào)用時(shí)傳遞的具體值）與形參的對(duì)應(yīng)關(guān)系。③無(wú)參數(shù)、無(wú)返回值函數(shù)：對(duì)比講解