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)及答案1.單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.在Python中，執(zhí)行下列代碼后，變量s的值是s=[1,2,3];s.append(s);print(len(s))A.3?B.4?C.5?D.無限遞歸報(bào)錯(cuò)答案：B解析：append操作將列表自身作為單個(gè)元素加入，列表長度變?yōu)?，不會(huì)無限遞歸。2.某校計(jì)劃搭建校園物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，下列通信協(xié)議中最適合用于電池供電的傳感器節(jié)點(diǎn)的是A.HTTP?B.MQTT?C.FTP?D.TCP答案：B解析：MQTT輕量、低功耗，支持休眠機(jī)制，適合資源受限節(jié)點(diǎn)。3.在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，要消除冗余并解決更新異常，應(yīng)優(yōu)先采用的規(guī)范化范式是A.1NF?B.2NF?C.3NF?D.BCNF答案：C解析：3NF已能消除大部分傳遞依賴，兼顧查詢效率與維護(hù)成本。4.使用Photoshop制作GIF動(dòng)畫時(shí)，若要求背景透明且文件體積最小，應(yīng)導(dǎo)出的格式為A.PNG-24?B.GIF-128?C.WebP?D.MP4答案：B解析：GIF-128支持透明索引色，體積可控，兼容性好。5.在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分層模型中，負(fù)責(zé)端到端可靠傳輸?shù)氖茿.數(shù)據(jù)鏈路層?B.網(wǎng)絡(luò)層?C.傳輸層?D.會(huì)話層答案：C解析：傳輸層通過TCP實(shí)現(xiàn)可靠傳輸。6.若某二叉樹前序遍歷為ABDECFG，中序遍歷為DBEAFCG，則后序遍歷為A.DEBFGCA?B.DBEACGF?C.DEBAFGC?D.DBEAGFC答案：A解析：重建樹后后序遍歷結(jié)果為DEBFGCA。7.在Linux系統(tǒng)中，將當(dāng)前目錄下所有.txt文件批量改名為.bak，正確命令是A.renametxtbak.txt?B.mv.txt.bak?C.foriin.txt;domv$i${i%.txt}.bak;done?D.cp.txt.bak答案：C解析：Bash參數(shù)擴(kuò)展可安全實(shí)現(xiàn)后綴替換。8.在人工智能領(lǐng)域，下列算法屬于無監(jiān)督學(xué)習(xí)的是A.K-Means?B.SVM?C.隨機(jī)森林?D.線性回歸答案：A解析：K-Means無需標(biāo)簽，按相似度聚類。9.在HTML5中，用于離線存儲(chǔ)且鍵值對均為字符串的API是A.localStorage?B.sessionStorage?C.WebSQL?D.IndexedDB答案：A解析：localStorage持久化存儲(chǔ)字符串鍵值對。10.某校機(jī)房采用RAID5陣列，共4塊2TB硬盤，實(shí)際可用容量為A.2TB?B.4TB?C.6TB?D.8TB答案：C解析：RAID5犧牲一塊盤做校驗(yàn)，可用容量為(n-1)×單盤容量。11.在C語言中，語句printf("%d\n",5["ABCDE"]);的輸出為A.65?B.66?C.69?D.編譯錯(cuò)誤答案：C解析：5["ABCDE"]等價(jià)于"ABCDE"[5]，即字符'E'，ASCII碼69。12.在Excel中，若A1=3，B1=4，公式=INT(SQRT(A1^2+B1^2))的結(jié)果是A.5?B.4?C.3?D.6答案：A解析：勾股定理得5，INT取整仍為5。13.在CSS3中，實(shí)現(xiàn)元素繞Y軸旋轉(zhuǎn)60度的寫法為A.transform:rotate(60deg)?B.transform:rotateY(60deg)?C.transform:skewY(60deg)?D.transform:rotateX(60deg)答案：B解析：rotateY指定繞Y軸旋轉(zhuǎn)。14.在密碼學(xué)中，AES算法密鑰長度不包括A.128位?B.160位?C.192位?D.256位答案：B解析：AES標(biāo)準(zhǔn)密鑰長度為128、192、256位。15.在Scratch中，想讓角色在舞臺(tái)隨機(jī)位置不斷克隆自己，應(yīng)使用的積木組合是A.當(dāng)綠旗被點(diǎn)擊→重復(fù)執(zhí)行→克隆自己→移到隨機(jī)位置B.當(dāng)綠旗被點(diǎn)擊→重復(fù)執(zhí)行→移到隨機(jī)位置→克隆自己C.當(dāng)作為克隆體啟動(dòng)時(shí)→克隆自己→移到隨機(jī)位置D.當(dāng)綠旗被點(diǎn)擊→克隆自己→移到隨機(jī)位置答案：B解析：先移動(dòng)再克隆可確保每個(gè)克隆體出生位置不同。2.簡答題（每題10分，共30分）16.給定一個(gè)無序整數(shù)數(shù)組a[n]，設(shè)計(jì)一個(gè)時(shí)間復(fù)雜度為O(n)、空間復(fù)雜度為O(1)的算法，找出其中出現(xiàn)次數(shù)超過一半的元素（假設(shè)一定存在）。請用文字描述算法步驟并給出Python核心代碼。答案：步驟：1.初始化候選元素cur=a[0]，計(jì)數(shù)器cnt=1。2.遍歷數(shù)組，若cnt==0，則cur=x，cnt=1；若x==cur，cnt++；否則cnt--。3.再次遍歷驗(yàn)證cur是否確為眾數(shù)。代碼：defmajority(a):cur,cnt=None,0forxina:ifcnt==0:cur,cnt=x,1elifx==cur:cnt+=1else:cnt-=1returncur17.說明在高中課堂開展“人工智能圖像識(shí)別”項(xiàng)目時(shí)，如何平衡理論深度與學(xué)生認(rèn)知水平，并給出三層次任務(wù)設(shè)計(jì)示例。答案：平衡策略：1.用生活案例降低門檻：如手機(jī)相冊自動(dòng)分類。2.分層任務(wù)驅(qū)動(dòng)：基礎(chǔ)體驗(yàn)→原理探究→創(chuàng)新應(yīng)用。3.可視化工具輔助：TeachableMachine快速訓(xùn)練。任務(wù)示例：基礎(chǔ)層：上傳30張貓狗照片，在線訓(xùn)練得出95%以上準(zhǔn)確率，觀察混淆矩陣。進(jìn)階層：用Scratch+ML5調(diào)用模型，控制角色運(yùn)動(dòng)，討論置信度閾值對結(jié)果影響。拓展層：采集校園植物圖像，自建數(shù)據(jù)集，微調(diào)MobileNet，對比遷移學(xué)習(xí)與從頭訓(xùn)練耗時(shí)與精度，撰寫報(bào)告。18.描述在信息技術(shù)必修模塊“數(shù)據(jù)與計(jì)算”中融入“碳中和”主題的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)流程，并給出評價(jià)量規(guī)。答案：流程：1.情境導(dǎo)入：展示本地近十年氣溫與用電量數(shù)據(jù)，提出“如何通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)減少校園碳排放”。2.數(shù)據(jù)采集：分組獲取教學(xué)樓實(shí)時(shí)功耗、光照強(qiáng)度。3.數(shù)據(jù)清洗：使用PythonPandas處理缺失值、異常值。4.模型構(gòu)建：建立線性回歸預(yù)測不同節(jié)電策略下的CO?減排量。5.方案路演：小組用數(shù)據(jù)故事墻呈現(xiàn)最佳策略。6.反思迭代：根據(jù)評委提問補(bǔ)充數(shù)據(jù)或修正模型。評價(jià)量規(guī)：數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性30%、模型合理性20%、結(jié)論創(chuàng)新性20%、展示表達(dá)15%、團(tuán)隊(duì)協(xié)作15%。3.案例分析題（20分）19.閱讀下列課堂片段并回答問題：教師播放一段“無人超市”視頻后提問：“無人超市如何識(shí)別顧客拿起的商品？”學(xué)生A回答：“攝像頭拍照，用人工智能識(shí)別?！苯處熥穯枺骸叭绻唐繁徽趽踉趺崔k？”學(xué)生沉默。教師布置任務(wù)：“用OpenCV和YOLOv5訓(xùn)練一個(gè)遮擋環(huán)境下的商品檢測模型?！眱晒?jié)課后，學(xué)生匯報(bào)精度僅42%，情緒低落。問題：（1）指出教師任務(wù)設(shè)計(jì)的兩處不足。（6分）（2）提出改進(jìn)方案，使學(xué)生在三課時(shí)內(nèi)獲得70%以上精度并體驗(yàn)成功。（8分）（3）說明如何通過該案例滲透“信息社會(huì)責(zé)任”教育。（6分）答案：（1）不足：1.起點(diǎn)過高，學(xué)生缺少遮擋數(shù)據(jù)生成與增強(qiáng)經(jīng)驗(yàn)；2.評價(jià)指標(biāo)單一，僅看精度，忽視過程性成長。（2）改進(jìn)：第一課時(shí)：教師提供預(yù)訓(xùn)練模型及500張干凈商品數(shù)據(jù)集，學(xué)生運(yùn)行推理，體驗(yàn)0→80%的“即得”成功；第二課時(shí)：引入隨機(jī)遮擋腳本，自動(dòng)生成2000張遮擋數(shù)據(jù)，講解數(shù)據(jù)增強(qiáng)原理，學(xué)生重訓(xùn)模型達(dá)65%；第三課時(shí)：采用YOLOv5s+遷移學(xué)習(xí)+TTA測試時(shí)增強(qiáng)，學(xué)生調(diào)參，精度升至72%，教師頒發(fā)“AI環(huán)保衛(wèi)士”電子徽章，強(qiáng)化成就感。（3）信息社會(huì)責(zé)任：討論無人超市對收銀員就業(yè)影響，引導(dǎo)學(xué)生思考技術(shù)紅利與就業(yè)轉(zhuǎn)型；制定“AI應(yīng)用倫理守則”班級公約，承諾不濫用顧客面部數(shù)據(jù)，增強(qiáng)隱私保護(hù)意識(shí)。4.教學(xué)設(shè)計(jì)題（30分）20.以“算法與程序?qū)崿F(xiàn)”選修模塊中的‘動(dòng)態(tài)規(guī)劃’為主題，設(shè)計(jì)一節(jié)45分鐘課堂教學(xué)，要求：1.指向核心素養(yǎng)：計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新；2.采用翻轉(zhuǎn)課堂+雙師協(xié)同（教師+AI助教）；3.包含課前、課中、課后完整活動(dòng)鏈；4.給出時(shí)間軸、師生活動(dòng)、評價(jià)方式。答案：課前（學(xué)生自主學(xué)習(xí)，20分鐘）：AI助教在釘釘推送微視頻“爬樓梯的奧秘”，視頻結(jié)尾給出問題：若一次可爬1或2階，10階樓梯有幾種走法？學(xué)生用備忘錄法手寫計(jì)算并上傳答案。平臺(tái)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)正確率，教師獲得學(xué)情報(bào)告。課中（45分鐘）：0'–5'情境導(dǎo)入：教師展示“最短路徑導(dǎo)航”實(shí)景動(dòng)畫，引出重疊子問題。5'–10'分組診斷：AI助教在大屏呈現(xiàn)課前錯(cuò)誤類型，學(xué)生四人一組認(rèn)領(lǐng)問題。10'–20'抽象建模：小組用卡片將路徑問題轉(zhuǎn)化為狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程，教師巡視點(diǎn)撥。20'–30'代碼實(shí)現(xiàn)：學(xué)生打開學(xué)校OJ平臺(tái)，完成“數(shù)字三角形”模板題，AI助教實(shí)時(shí)反饋運(yùn)行結(jié)果與復(fù)雜度。30'–35'思維升華：教師推送變式題“最小路徑和+障礙”，要求修改狀態(tài)定義，學(xué)生現(xiàn)場提交。35'–40'成果展示：兩組分享優(yōu)化思路，同伴掃碼點(diǎn)贊。40'–45'總結(jié)提升：教師用思維導(dǎo)圖回顧“最優(yōu)子結(jié)構(gòu)、無后效性”，學(xué)生用學(xué)習(xí)通完成三分鐘小測。課后（可選拓展）：學(xué)生錄制1分鐘豎屏短視頻，用生活案例講解動(dòng)態(tài)規(guī)劃，上傳抖音算法不簡單話題，點(diǎn)贊數(shù)計(jì)入期末加分。評價(jià)：過程性40%（課前任務(wù)、課中提交、點(diǎn)贊互動(dòng)）+結(jié)果性60%（OJ通過數(shù)、小測得分）。核心素養(yǎng)達(dá)成指標(biāo)：能將現(xiàn)實(shí)問題抽象為狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程（計(jì)算思維）；主動(dòng)利用AI助教資源解決變式問題（數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新）。5.編程題（20分）21.學(xué)校圖書館擬開發(fā)“智能選座系統(tǒng)”。座位表為一個(gè)m行n列的二維矩陣，0表示空座，1表示已占，-1表示故障。學(xué)生選座時(shí)希望找到最靠近電源插座（位于(0,0)左上角）的空座，距離采用曼哈頓距離。若多個(gè)座位距離相同，取行號(hào)小者；行號(hào)仍相同，取列號(hào)小者。要求：（1）編寫函數(shù)find_best_seat(grid)，返回最佳座位坐標(biāo)(r,c)；若無可坐座位，返回(-1,-1)。（2）分析算法時(shí)間復(fù)雜度與空間復(fù)雜度。（3）給出測試用例并解釋。答案：（1）Python實(shí)現(xiàn)：deffind_best_seat(grid):m,n=len(grid),len(grid[0])best,best_r,best_c=None,-1,-1forrinrange(m):forcinrange(n):ifgrid[r][c]==0:d=r+c曼哈頓距離ifbestisNoneord<bestor(d==bestandr<best_r)or(d==bestandr==best_randc<best_c):best,best_r,best_c=d,r,creturn(best_r,best_c)ifbestisnotNoneelse(-1,-1)（2）復(fù)雜度：時(shí)間O(m×n)，空間O(1)。（3）測試用例：grid=[[1,0,0],[0,-1,0],[0,0,1]]輸出：(0,1)解釋：空座有(0,1)(0,2)(1,0)(1,2)(2,0)，曼哈頓距離分別為1,2,1,2,2，最小距離1對應(yīng)(0,1)與(1,0)，按規(guī)則取行號(hào)小的(0,1)。6.論述題（20分）22.結(jié)合《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020修訂）》中“數(shù)據(jù)與信息”主題，論述在“雙減”背景下，如何利用課后服務(wù)時(shí)段開展“數(shù)據(jù)新聞”社團(tuán)活動(dòng)，提升學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)，并給出可持續(xù)的校社協(xié)同機(jī)制。答案：“雙減”政策把課后時(shí)間還給學(xué)生，為數(shù)據(jù)素養(yǎng)拓展提供時(shí)空。數(shù)據(jù)新聞融合統(tǒng)計(jì)、可視化與敘事，契合課標(biāo)“采集數(shù)據(jù)→處理數(shù)據(jù)→表達(dá)信息→形成觀點(diǎn)”鏈條。活動(dòng)設(shè)計(jì)：1.選題眾籌：聯(lián)合校團(tuán)委，每月發(fā)布“校園熱點(diǎn)”投票，學(xué)生票選主題，如“食堂剩菜量調(diào)查”。2.數(shù)據(jù)采集：課后服務(wù)第一小時(shí)，社團(tuán)分組用平板問卷、物聯(lián)網(wǎng)秤、Excel表單收集原始數(shù)據(jù)，教師指導(dǎo)清洗。3.可視化工作坊：第二小時(shí)，引入融媒體中心記者，教授Datawrapper、Flourish工具，學(xué)生現(xiàn)場生成交互圖表。4.新聞發(fā)布：第三小時(shí)，在校園大屏與公眾號(hào)推送，設(shè)置留言通道，收集二次