2025年教師資格考試高級(jí)中學(xué)信息技術(shù)學(xué)科知識(shí)與教學(xué)能力測試試卷附答案一、單項(xiàng)選擇題（本大題共15小題，每小題3分，共45分）1.某二叉樹的前序遍歷序列為ABCDE，中序遍歷序列為BADCE，則該二叉樹的后序遍歷序列是（）。A.BDECAB.BEDACC.BDAECD.BDAED2.對于算法時(shí)間復(fù)雜度分析，以下代碼的時(shí)間復(fù)雜度為（）。```pythondeffunc(n):count=0i=nwhilei>0:j=iwhilej<n:count+=1j+=ji=i//2returncount```A.O(n)B.O(nlogn)C.O(log2n)D.O(n2)3.以下關(guān)于OSI參考模型的描述，正確的是（）。A.網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)端到端的可靠數(shù)據(jù)傳輸B.傳輸層提供路由選擇和尋址功能C.數(shù)據(jù)鏈路層處理幀的同步與錯(cuò)誤檢測D.應(yīng)用層直接與傳輸介質(zhì)交互4.某學(xué)校為防止學(xué)生私自修改機(jī)房計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)設(shè)置，最有效的措施是（）。A.啟用系統(tǒng)還原功能B.為每個(gè)用戶設(shè)置復(fù)雜密碼C.限制用戶賬戶權(quán)限為“標(biāo)準(zhǔn)用戶”D.安裝硬盤保護(hù)卡5.對一段44.1kHz采樣率、16位量化、雙聲道的音頻文件進(jìn)行30秒錄制，存儲(chǔ)容量約為（）。（單位：MB，保留兩位小數(shù)）A.5.04B.10.08C.20.16D.40.326.以下Python代碼的輸出結(jié)果是（）。```pythona=[1,2,3]b=ab.append(4)print(a)```A.[1,2,3]B.[1,2,3,4]C.[1,2,4]D.報(bào)錯(cuò)7.關(guān)于操作系統(tǒng)的進(jìn)程管理，以下說法錯(cuò)誤的是（）。A.進(jìn)程是資源分配的基本單位B.同一程序多次運(yùn)行會(huì)提供不同進(jìn)程C.進(jìn)程的狀態(tài)包括就緒、運(yùn)行、阻塞D.線程是比進(jìn)程更小的執(zhí)行單位，不能獨(dú)立調(diào)度8.某數(shù)據(jù)庫表“學(xué)生”包含字段：學(xué)號(hào)（主鍵）、姓名、班級(jí)、成績。若要查詢“高二（3）班”中成績高于85分的學(xué)生姓名，正確的SQL語句是（）。A.SELECT姓名FROM學(xué)生WHERE班級(jí)=高二（3）班AND成績>85B.SELECT姓名FROM學(xué)生WHERE班級(jí)='高二（3）班'AND成績>85C.SELECTFROM學(xué)生WHERE班級(jí)='高二（3）班'OR成績>85D.SELECT姓名FROM學(xué)生WHERE班級(jí)='高二（3）班'成績>859.以下屬于監(jiān)督學(xué)習(xí)的機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)是（）。A.新聞分類（已知類別標(biāo)簽）B.客戶分群（無類別標(biāo)簽）C.異常檢測（識(shí)別罕見模式）D.降維（減少數(shù)據(jù)維度）10.高中信息技術(shù)課程中，“能根據(jù)任務(wù)需求，選擇合適的工具處理多媒體信息”主要指向的核心素養(yǎng)是（）。A.信息意識(shí)B.計(jì)算思維C.數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新D.信息社會(huì)責(zé)任11.關(guān)于Python中面向?qū)ο缶幊?，以下說法正確的是（）。A.子類無法重寫父類的方法B.類的構(gòu)造方法名稱為“__init__”C.對象的屬性只能在構(gòu)造方法中定義D.私有屬性可以通過“對象名.屬性名”直接訪問12.某教師設(shè)計(jì)“網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)”課時(shí)，讓學(xué)生用不同顏色的繩子連接代表設(shè)備的卡片，模擬總線型、星型拓?fù)涞奶攸c(diǎn)。這一教學(xué)方法屬于（）。A.講授法B.實(shí)驗(yàn)法C.情境模擬法D.任務(wù)驅(qū)動(dòng)法13.以下關(guān)于信息安全的說法，錯(cuò)誤的是（）。A.哈希算法可以用于驗(yàn)證數(shù)據(jù)完整性B.對稱加密的密鑰需要安全傳輸C.防火墻能完全阻止網(wǎng)絡(luò)病毒入侵D.生物識(shí)別（如指紋）屬于身份認(rèn)證技術(shù)14.在“數(shù)據(jù)可視化”教學(xué)中，教師要求學(xué)生分析“某城市近十年人口增長”數(shù)據(jù)并制作圖表。以下最適合的圖表類型是（）。A.餅圖B.散點(diǎn)圖C.折線圖D.雷達(dá)圖15.新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)“以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為主線”開展教學(xué)，其核心目的是（）。A.簡化教學(xué)流程B.培養(yǎng)綜合解決問題能力C.減少理論知識(shí)教學(xué)D.降低學(xué)生學(xué)習(xí)難度二、簡答題（本大題共5小題，每小題10分，共50分）16.簡述計(jì)算思維的內(nèi)涵，并說明在高中信息技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的三條具體途徑。17.分析項(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)。18.說明Python中提供器（Generator）與迭代器（Iterator）的區(qū)別，并舉例說明教學(xué)中如何引導(dǎo)學(xué)生理解二者的應(yīng)用場景。19.設(shè)計(jì)“信息安全”模塊中“數(shù)據(jù)加密技術(shù)”一課的三維教學(xué)目標(biāo)（要求具體、可操作）。20.新課標(biāo)提出“加強(qiáng)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)”，請闡述跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)原則。三、案例分析題（本大題共2小題，每小題20分，共40分）21.閱讀以下教學(xué)片段，回答問題?！酒巍拷處熤v解“算法的時(shí)間復(fù)雜度”時(shí)，給出示例：```pythondefsum(n):total=0foriinrange(n):total+=ireturntotal```教師總結(jié)：“該算法的時(shí)間復(fù)雜度是O(n)，因?yàn)檠h(huán)執(zhí)行了n次?！睂W(xué)生提問：“如果n是1000，循環(huán)執(zhí)行1000次；如果n是10000，循環(huán)執(zhí)行10000次。那時(shí)間復(fù)雜度是不是應(yīng)該表示為O(1000)或O(10000)？”教師回應(yīng)：“時(shí)間復(fù)雜度關(guān)注的是隨著輸入規(guī)模n的增大，算法執(zhí)行時(shí)間的增長趨勢，所以用大O符號(hào)表示數(shù)量級(jí)，與具體數(shù)值無關(guān)?！睂W(xué)生似懂非懂，繼續(xù)追問：“那為什么不用O(2n)或O(n+5)？這些和O(n)有什么區(qū)別？”問題：（1）教師的第一次回應(yīng)是否準(zhǔn)確？請說明理由。（2）針對學(xué)生的追問，教師應(yīng)如何進(jìn)一步解釋？22.閱讀以下教學(xué)情境，回答問題?！厩榫场磕辰處熃M織“多媒體作品設(shè)計(jì)”項(xiàng)目，要求學(xué)生以小組為單位制作“校園文化”宣傳視頻。課堂中，A小組出現(xiàn)以下問題：成員甲負(fù)責(zé)拍攝，認(rèn)為成員乙（負(fù)責(zé)剪輯）“技術(shù)不行”，拒絕分享素材；成員丙（負(fù)責(zé)文案）抱怨“拍攝內(nèi)容和文案不匹配”，小組討論陷入僵局。問題：（1）分析該小組出現(xiàn)問題的可能原因。（2）教師應(yīng)采取哪些策略引導(dǎo)小組有效合作？四、教學(xué)設(shè)計(jì)題（本大題1小題，35分）23.依據(jù)《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》，針對“人工智能基礎(chǔ)”模塊中的“機(jī)器學(xué)習(xí)簡介”內(nèi)容（建議課時(shí)：2課時(shí)），完成以下教學(xué)設(shè)計(jì)：（1）教學(xué)目標(biāo)（從核心素養(yǎng)維度表述）；（2）教學(xué)重難點(diǎn)；（3）教學(xué)過程（包括導(dǎo)入、新知探究、實(shí)踐應(yīng)用、總結(jié)拓展環(huán)節(jié)，要求具體、可操作）；（4）設(shè)計(jì)意圖（簡要說明各環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)依據(jù)）。參考答案一、單項(xiàng)選擇題1-5：ACCDB6-10：BDBAC11-15：BCCCB二、簡答題16.計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。培養(yǎng)途徑：①通過算法與程序設(shè)計(jì)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生用分解、抽象、模式識(shí)別等方法設(shè)計(jì)解決方案；②在數(shù)據(jù)處理中，利用可視化工具分析數(shù)據(jù)特征，培養(yǎng)建模思維；③結(jié)合真實(shí)問題（如校園作息優(yōu)化），通過編程實(shí)踐體驗(yàn)計(jì)算思維的應(yīng)用價(jià)值。17.實(shí)施要點(diǎn)：①項(xiàng)目選題需貼近學(xué)生生活，具有挑戰(zhàn)性和開放性（如“設(shè)計(jì)班級(jí)圖書管理系統(tǒng)”）；②明確項(xiàng)目目標(biāo)與分工，引導(dǎo)學(xué)生制定計(jì)劃（如甘特圖）；③過程中提供腳手架（如工具使用指南、合作規(guī)范）；④注重形成性評價(jià)（如小組互評、教師過程性反饋）；⑤最終展示與反思，促進(jìn)知識(shí)遷移。18.區(qū)別：提供器是一種特殊的迭代器，通過yield關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)，按需提供值，節(jié)省內(nèi)存；迭代器是實(shí)現(xiàn)了__iter__和__next__方法的對象，可遍歷容器元素。教學(xué)引導(dǎo)：通過案例對比，如用提供器提供斐波那契數(shù)列（避免存儲(chǔ)所有值），用迭代器遍歷列表（逐個(gè)訪問元素），讓學(xué)生觀察內(nèi)存占用和執(zhí)行流程，理解“延遲計(jì)算”的優(yōu)勢。19.三維目標(biāo)：①知識(shí)與技能：能說出對稱加密（如AES）與非對稱加密（如RSA）的區(qū)別，會(huì)使用在線工具對文本進(jìn)行簡單加密/解密操作；②過程與方法：通過分析“網(wǎng)銀轉(zhuǎn)賬”場景，歸納加密技術(shù)在信息傳輸中的作用，經(jīng)歷“明文→加密→傳輸→解密→明文”的完整流程；③情感態(tài)度與價(jià)值觀：體會(huì)加密技術(shù)對信息安全的重要性，增強(qiáng)保護(hù)個(gè)人隱私的意識(shí)。20.設(shè)計(jì)原則：①目標(biāo)導(dǎo)向：緊扣信息技術(shù)核心素養(yǎng)，結(jié)合其他學(xué)科（如數(shù)學(xué)、物理）的關(guān)鍵知識(shí)；②問題驅(qū)動(dòng)：選擇真實(shí)復(fù)雜問題（如“用Python模擬物理平拋運(yùn)動(dòng)”），激發(fā)跨學(xué)科解決需求；③資源整合：利用多學(xué)科工具（如地理GIS軟件、數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法），培養(yǎng)綜合應(yīng)用能力；④評價(jià)多元：兼顧各學(xué)科維度，關(guān)注問題解決的創(chuàng)新性和協(xié)作性。三、案例分析題21.（1）教師第一次回應(yīng)基本準(zhǔn)確但不夠深入。時(shí)間復(fù)雜度的核心是“漸進(jìn)分析”，即當(dāng)n趨近于無窮大時(shí)，算法時(shí)間增長的主導(dǎo)項(xiàng)。教師需強(qiáng)調(diào)大O符號(hào)忽略常數(shù)項(xiàng)和低次項(xiàng)，關(guān)注最高階項(xiàng)的數(shù)量級(jí)。（2）針對追問，教師應(yīng)解釋：O(2n)和O(n+5)的時(shí)間復(fù)雜度均為O(n)，因?yàn)楫?dāng)n很大時(shí)，常數(shù)因子（2）和低次項(xiàng)（+5）對增長趨勢的影響可忽略。大O符號(hào)描述的是“上界”，關(guān)注的是最壞情況下的增長量級(jí)，因此取最簡形式。22.（1）問題原因：①角色分工不明確，缺乏溝通機(jī)制；②成員間技術(shù)能力差異導(dǎo)致信任不足；③項(xiàng)目目標(biāo)理解不一致（拍攝與文案未對齊）；④小組缺乏合作規(guī)則（如素材共享制度）。（2）引導(dǎo)策略：①組織小組會(huì)議，重新明確目標(biāo)（如“宣傳視頻需突出校園文化的3個(gè)核心主題”）；②指導(dǎo)制定合作規(guī)范（如“素材實(shí)時(shí)上傳共享云盤”“每周固定時(shí)間討論進(jìn)度”）；③提供技術(shù)支持（如為乙提供剪輯軟件教程）；④引入“角色輪換”機(jī)制，促進(jìn)換位思考；⑤通過“小組契約”明確成員責(zé)任，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)歸屬感。四、教學(xué)設(shè)計(jì)題23.（1）教學(xué)目標(biāo)：-信息意識(shí)：能列舉機(jī)器學(xué)習(xí)在生活中的應(yīng)用（如推薦系統(tǒng)、圖像識(shí)別），體會(huì)其對社會(huì)的影響。-計(jì)算思維：通過分析“垃圾郵件分類”案例，理解監(jiān)督學(xué)習(xí)的基本流程（數(shù)據(jù)→特征提取→訓(xùn)練模型→預(yù)測），能用流程圖描述。-數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：能使用簡單工具（如Excel或Python的scikit-learn庫）完成“鳶尾花分類”小實(shí)驗(yàn)，嘗試調(diào)整參數(shù)優(yōu)化模型。-信息社會(huì)責(zé)任：討論“算法偏見”現(xiàn)象，辯證看待機(jī)器學(xué)習(xí)的局限性，樹立負(fù)責(zé)任的技術(shù)使用觀念。（2）教學(xué)重難點(diǎn)：重點(diǎn)：機(jī)器學(xué)習(xí)的基本流程（數(shù)據(jù)、模型、訓(xùn)練、預(yù)測）；監(jiān)督學(xué)習(xí)與無監(jiān)督學(xué)習(xí)的區(qū)別。難點(diǎn)：理解特征提取對模型效果的影響；體會(huì)“數(shù)據(jù)質(zhì)量決定模型上限”的核心思想。（3）教學(xué)過程：導(dǎo)入（5分鐘）展示“購物APP推薦”“人臉識(shí)別打卡”等場景視頻，提問：“這些功能是如何自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的？”學(xué)生討論后，教師引出主題：“這些都依賴于機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)——讓計(jì)算機(jī)從數(shù)據(jù)中‘學(xué)習(xí)’規(guī)律?！毙轮骄浚?5分鐘）①概念解析：通過“垃圾郵件分類”案例，講解監(jiān)督學(xué)習(xí)的流程：收集數(shù)據(jù)（標(biāo)注“垃圾”或“非垃圾”）→提取特征（如關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻率）→選擇模型（如決策樹）→訓(xùn)練（調(diào)整模型參數(shù)）→測試（評估準(zhǔn)確率）。對比無監(jiān)督學(xué)習(xí)（如客戶分群，無標(biāo)注數(shù)據(jù)），表格總結(jié)二者區(qū)別。②關(guān)鍵概念突破：通過“手寫數(shù)字識(shí)別”示例，展示原始像素?cái)?shù)據(jù)與提取的“筆畫復(fù)雜度”“封閉區(qū)域數(shù)”等特征，討論“為什么特征提取比直接使用原始數(shù)據(jù)更有效？”（引導(dǎo)學(xué)生理解特征需反映數(shù)據(jù)本質(zhì)差異）。實(shí)踐應(yīng)用（30分鐘）任務(wù)：使用scikit-learn庫中的鳶尾花數(shù)據(jù)集，完成分類模型訓(xùn)練。步驟：①教師演示代碼（加載數(shù)據(jù)、劃分訓(xùn)練集/測試集、創(chuàng)建KNN模型、訓(xùn)練、預(yù)測）；②學(xué)生分組操作，記錄不同K值（鄰居數(shù)）對準(zhǔn)確率的影響；③小組匯報(bào)：“當(dāng)K=3時(shí)準(zhǔn)確率97%，K=5時(shí)95%，可能原因是？”（引導(dǎo)思考過擬合/欠擬合）?？偨Y(jié)拓展（10分鐘）①學(xué)生總