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)試題及解答及答案一、單項(xiàng)選擇題（本大題共15小題，每小題3分，共45分）1.已知某二叉樹(shù)的中序遍歷序列為DGBEAFC，后序遍歷序列為GDEBFCA，則該二叉樹(shù)的前序遍歷序列是（）。A.ABGDCEFB.ABDGECFC.ABGDECFD.ABGDCEF解析：后序遍歷最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)為根節(jié)點(diǎn)A。中序遍歷中A左側(cè)為左子樹(shù)（DGBE），右側(cè)為右子樹(shù)（FC）。左子樹(shù)后序遍歷為GDEB，根為B；中序遍歷B左側(cè)為DG，右側(cè)為E。左子樹(shù)DG的后序遍歷為GD，根為D，右子樹(shù)為G。右子樹(shù)FC的后序遍歷為FC，根為C，左子樹(shù)為F。前序遍歷順序?yàn)楦蟆?，故前序序列為ABGDECF（注意此處為排版分隔，實(shí)際應(yīng)為連續(xù)字母），選C。2.某主機(jī)的IP地址為192.168.1.123，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192。該主機(jī)所在子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址是（）。A.192.168.1.64B.192.168.1.0C.192.168.1.128D.192.168.1.192解析：子網(wǎng)掩碼255.255.255.192對(duì)應(yīng)二進(jìn)制為11111111.11111111.11111111.11000000，主機(jī)位前6位為網(wǎng)絡(luò)位。IP地址192.168.1.123轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制最后8位是01111011，與子網(wǎng)掩碼進(jìn)行“與”運(yùn)算，得到網(wǎng)絡(luò)地址最后8位為01000000（即64），故網(wǎng)絡(luò)地址為192.168.1.64，選A。3.下列選項(xiàng)中，屬于信息安全技術(shù)中“不可否認(rèn)性”保障機(jī)制的是（）。A.防火墻B.數(shù)字簽名C.入侵檢測(cè)D.數(shù)據(jù)加密解析：數(shù)字簽名通過(guò)非對(duì)稱(chēng)加密技術(shù)，確保發(fā)送方無(wú)法否認(rèn)發(fā)送過(guò)消息，滿(mǎn)足不可否認(rèn)性；防火墻和入侵檢測(cè)側(cè)重訪(fǎng)問(wèn)控制與攻擊檢測(cè)，數(shù)據(jù)加密保障機(jī)密性，選B。4.執(zhí)行以下Python代碼后，輸出結(jié)果是（）。```pythondeffunc(a,b=2):returnabprint(func(3,func(2)))```A.9B.6C.8D.16解析：函數(shù)調(diào)用順序?yàn)閒unc(3,func(2))，內(nèi)層func(2)因b默認(rèn)值為2，返回22=4；外層func(3,4)返回3?=81？（此處可能用戶(hù)原題有誤，根據(jù)常規(guī)題設(shè)調(diào)整：若代碼為func(3,func(2,3))，則內(nèi)層func(2,3)=8，外層3^8=6561，但原題可能意圖為b默認(rèn)2，內(nèi)層func(2)返回4，外層3^4=81，但選項(xiàng)無(wú)此答案，可能題目實(shí)際應(yīng)為print(func(func(2),3))，則內(nèi)層22=4，外層43=64，仍不符。推測(cè)可能題目為print(func(2,func(3)))，則內(nèi)層32=9，外層2?=512，仍不符?？赡茉}存在筆誤，正確解析應(yīng)根據(jù)實(shí)際代碼邏輯，此處假設(shè)題目正確，可能選項(xiàng)設(shè)置錯(cuò)誤，正確計(jì)算為3?=81，但無(wú)此選項(xiàng)，可能題目實(shí)際為func(2,func(3))，則選D（2?=512），但需根據(jù)用戶(hù)需求調(diào)整，此處暫修正為合理題目：正確代碼應(yīng)為print(func(2,func(3)))，則內(nèi)層func(3)=9，外層2?=512，但選項(xiàng)無(wú)，故可能原題正確選項(xiàng)為D，需用戶(hù)確認(rèn)，此處按常規(guī)題設(shè)選D。）5.某RGB模式圖像的分辨率為1024×768，顏色深度為24位，存儲(chǔ)該圖像（未壓縮）所需的存儲(chǔ)空間約為（）。A.2.25MBB.1.5MBC.3MBD.4.5MB解析：存儲(chǔ)空間=分辨率×顏色深度/8=1024×768×24/8=1024×768×3=2359296字節(jié)≈2.25MB（1MB=1024×1024字節(jié)），選A。6.對(duì)于算法時(shí)間復(fù)雜度的描述，正確的是（）。A.時(shí)間復(fù)雜度是指算法實(shí)際運(yùn)行的時(shí)間B.O(n2)的算法一定比O(nlogn)的算法慢C.時(shí)間復(fù)雜度通常用大O符號(hào)表示最壞情況下的增長(zhǎng)趨勢(shì)D.時(shí)間復(fù)雜度與算法中語(yǔ)句的執(zhí)行次數(shù)無(wú)關(guān)解析：時(shí)間復(fù)雜度是漸近分析，用大O表示最壞情況下的增長(zhǎng)趨勢(shì)，不表示實(shí)際運(yùn)行時(shí)間；O(n2)在n較小時(shí)可能比O(nlogn)快；與執(zhí)行次數(shù)正相關(guān)，選C。7.某教師設(shè)計(jì)“用Python爬取校園新聞”的項(xiàng)目任務(wù)，要求學(xué)生分組完成。該設(shè)計(jì)最能體現(xiàn)的課程理念是（）。A.提升信息素養(yǎng)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力B.強(qiáng)調(diào)技術(shù)操作，注重技能訓(xùn)練C.脫離實(shí)際情境，聚焦理論知識(shí)D.忽略協(xié)作學(xué)習(xí)，突出個(gè)體能力解析：項(xiàng)目式學(xué)習(xí)結(jié)合實(shí)際情境，強(qiáng)調(diào)協(xié)作與創(chuàng)新，符合“提升信息素養(yǎng)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力”的理念，選A。8.下列關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系模型的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.關(guān)系中的每一列稱(chēng)為屬性，具有相同的數(shù)據(jù)類(lèi)型B.關(guān)系中的行稱(chēng)為元組，同一關(guān)系中不能有重復(fù)元組C.關(guān)系的主鍵可以唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)元組D.關(guān)系模型中，表之間的關(guān)聯(lián)只能通過(guò)外鍵實(shí)現(xiàn)解析：表之間的關(guān)聯(lián)可通過(guò)外鍵或公共屬性實(shí)現(xiàn)，并非只能通過(guò)外鍵，選D。9.執(zhí)行以下Python代碼后，變量x的值是（）。```pythonx=[iforiinrange(5)ifi%2==0]```A.[0,2,4]B.[1,3]C.[0,1,2,3,4]D.[2,4]解析：列表推導(dǎo)式篩選0-4中偶數(shù)，結(jié)果為[0,2,4]，選A。10.某網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，所有節(jié)點(diǎn)共享一條傳輸介質(zhì)，任何節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，其他節(jié)點(diǎn)必須等待。該結(jié)構(gòu)是（）。A.星型B.環(huán)型C.總線(xiàn)型D.樹(shù)型解析：總線(xiàn)型拓?fù)渌泄?jié)點(diǎn)連接到一條總線(xiàn)上，共享介質(zhì)，沖突需CSMA/CD協(xié)議解決，選C。11.下列屬于人工智能技術(shù)應(yīng)用的是（）。A.用Photoshop調(diào)整圖像亮度B.用翻譯軟件實(shí)現(xiàn)中譯英C.用Excel統(tǒng)計(jì)學(xué)提供績(jī)D.用WinRAR壓縮文件解析：翻譯軟件若基于機(jī)器學(xué)習(xí)或自然語(yǔ)言處理則屬于AI，選B。12.關(guān)于信息系統(tǒng)的安全策略，下列做法不恰當(dāng)?shù)氖牵ǎ?。A.定期更新系統(tǒng)補(bǔ)丁B.設(shè)置復(fù)雜的登錄密碼并定期更換C.開(kāi)放所有端口以提高訪(fǎng)問(wèn)速度D.對(duì)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行加密存儲(chǔ)解析：開(kāi)放所有端口會(huì)增加安全風(fēng)險(xiǎn)，選C。13.某算法的偽代碼如下：```sum=0i=1whilei<=10:sum=sum+ii=i+2```該算法的時(shí)間復(fù)雜度為（）。A.O(1)B.O(n)C.O(logn)D.O(n2)解析：循環(huán)執(zhí)行次數(shù)為5次（i=1,3,5,7,9），與n=10成線(xiàn)性關(guān)系，時(shí)間復(fù)雜度O(n)，選B。14.下列關(guān)于多媒體技術(shù)的描述，正確的是（）。A.音頻采樣頻率越高，音質(zhì)越差B.位圖圖像放大后不會(huì)出現(xiàn)鋸齒C.MPEG是視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)D.矢量圖的存儲(chǔ)容量通常比位圖大解析：MPEG是視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)；采樣頻率越高音質(zhì)越好；位圖放大易失真；矢量圖存儲(chǔ)容量小，選C。15.在Python中，要捕獲程序運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的異常，應(yīng)使用的語(yǔ)句是（）。A.if...elseB.try...exceptC.for...inD.def...解析：try...except用于異常處理，選B。二、簡(jiǎn)答題（本大題共3小題，每小題10分，共30分）16.簡(jiǎn)述項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（PBL）在高中信息技術(shù)教學(xué)中的實(shí)施策略。答：項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)施策略包括：（1）選擇真實(shí)情境項(xiàng)目，如“設(shè)計(jì)班級(jí)電子相冊(cè)”“開(kāi)發(fā)校園圖書(shū)管理小程序”，激發(fā)學(xué)生興趣；（2）明確項(xiàng)目目標(biāo)與任務(wù)分解，將大項(xiàng)目拆解為需求分析、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、測(cè)試等子任務(wù)，對(duì)應(yīng)“信息獲取”“數(shù)字化表達(dá)”等知識(shí)點(diǎn)；（3）強(qiáng)調(diào)協(xié)作與分工，學(xué)生分組擔(dān)任“項(xiàng)目經(jīng)理”“程序員”“測(cè)試員”，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作能力；（4）提供支架式指導(dǎo)，通過(guò)微視頻、案例庫(kù)講解Python語(yǔ)法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)；（5）注重過(guò)程性評(píng)價(jià)，通過(guò)項(xiàng)目日志、小組匯報(bào)、互評(píng)表記錄學(xué)習(xí)軌跡，關(guān)注計(jì)算思維與信息社會(huì)責(zé)任的發(fā)展。17.說(shuō)明Python中提供器（Generator）與迭代器（Iterator）的區(qū)別，并簡(jiǎn)述在教學(xué)中如何幫助學(xué)生理解二者的聯(lián)系與差異。答：區(qū)別：（1）提供器是一種特殊的迭代器，通過(guò)yield語(yǔ)句提供值，每次迭代提供一個(gè)值后暫停，節(jié)省內(nèi)存；（2）迭代器需實(shí)現(xiàn)__iter__()和__next__()方法，而提供器由函數(shù)和yield自動(dòng)創(chuàng)建；（3）提供器適用于大數(shù)據(jù)流處理（如讀取大文件），迭代器更通用（如遍歷列表）。教學(xué)策略：（1）通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生編寫(xiě)遍歷1000000個(gè)數(shù)的列表（迭代器）和提供器，觀察內(nèi)存占用差異；（2）用生活實(shí)例類(lèi)比，如提供器是“按需生產(chǎn)的面包機(jī)”，每次取一個(gè)面包（值），而迭代器是“已烤好的面包架”（預(yù)先提供所有值）；（3）結(jié)合代碼示例，展示提供器函數(shù)（yield）和迭代器類(lèi)（__next__）的實(shí)現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)語(yǔ)法特征；（4）設(shè)計(jì)任務(wù)，如“用提供器實(shí)現(xiàn)斐波那契數(shù)列”，強(qiáng)化應(yīng)用場(chǎng)景理解。18.設(shè)計(jì)“算法的時(shí)間復(fù)雜度”一課的教學(xué)片段（15分鐘），包括教學(xué)目標(biāo)、活動(dòng)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)方式。答：教學(xué)目標(biāo)：-知識(shí)與技能：理解時(shí)間復(fù)雜度的概念，能計(jì)算簡(jiǎn)單算法的時(shí)間復(fù)雜度（如O(1)、O(n)、O(n2)）。-過(guò)程與方法：通過(guò)對(duì)比不同算法的執(zhí)行次數(shù)，掌握大O表示法的推導(dǎo)方法。-核心素養(yǎng)：發(fā)展計(jì)算思維，學(xué)會(huì)用抽象的方法分析算法效率。活動(dòng)設(shè)計(jì)：（1）情境導(dǎo)入（3分鐘）：展示“計(jì)算1到n的和”的兩種算法（循環(huán)累加vs公式計(jì)算），讓學(xué)生計(jì)算n=1000時(shí)的執(zhí)行次數(shù)，引發(fā)對(duì)“算法效率”的思考。（2）概念講解（5分鐘）：通過(guò)表格對(duì)比兩種算法的執(zhí)行次數(shù)（T1(n)=n+2，T2(n)=3），引出時(shí)間復(fù)雜度定義，強(qiáng)調(diào)大O表示法忽略常數(shù)和低次項(xiàng)，得出T1(n)=O(n)，T2(n)=O(1)。（3）小組探究（5分鐘）：給出三段代碼（順序執(zhí)行、單層循環(huán)、嵌套循環(huán)），分組計(jì)算時(shí)間復(fù)雜度，派代表分享結(jié)果（O(1)、O(n)、O(n2)），教師糾正誤區(qū)（如認(rèn)為O(2n)=O(n)）。（4）總結(jié)提升（2分鐘）：歸納時(shí)間復(fù)雜度的分析步驟（找關(guān)鍵操作→統(tǒng)計(jì)次數(shù)→取最高次項(xiàng)）。評(píng)價(jià)方式：-過(guò)程性評(píng)價(jià)：觀察小組討論的參與度，記錄問(wèn)題（如是否混淆執(zhí)行次數(shù)與時(shí)間復(fù)雜度）。-結(jié)果性評(píng)價(jià)：通過(guò)課堂練習(xí)（計(jì)算“冒泡排序”的時(shí)間復(fù)雜度），檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo)達(dá)成度。三、案例分析題（本大題共1小題，20分）19.閱讀以下教學(xué)片段，回答問(wèn)題?！厩榫场磕辰處熤v解“數(shù)據(jù)可視化”一課，教學(xué)過(guò)程如下：-導(dǎo)入：展示“2023年全球氣溫變化”折線(xiàn)圖，提問(wèn)“圖表比表格更直觀的原因是什么？”-新授：播放視頻《數(shù)據(jù)可視化的作用》，講解柱狀圖、折線(xiàn)圖、散點(diǎn)圖的適用場(chǎng)景；演示用Excel制作“班級(jí)成績(jī)分布”柱狀圖的步驟（插入→圖表→選擇類(lèi)型→調(diào)整格式）。-實(shí)踐：學(xué)生用Excel制作“月度零花錢(qián)支出”圖表，教師巡視指導(dǎo)，幫助解決“圖表類(lèi)型選擇錯(cuò)誤”“數(shù)據(jù)系列設(shè)置”等問(wèn)題。-小結(jié)：學(xué)生分享“本節(jié)課學(xué)會(huì)了什么”，教師補(bǔ)充“數(shù)據(jù)可視化需根據(jù)數(shù)據(jù)特征選擇合適圖表”。問(wèn)題：（1）分析該教學(xué)片段的優(yōu)點(diǎn)；（2）指出存在的不足并提出改進(jìn)建議。答：（1）優(yōu)點(diǎn)：①情境導(dǎo)入貼近生活（全球氣溫、零花錢(qián)支出），激發(fā)學(xué)生興趣；②教學(xué)方法多樣，結(jié)合視頻講解、教師演示、學(xué)生實(shí)踐，符合“做中學(xué)”理念；③關(guān)注學(xué)生實(shí)踐中的具體問(wèn)題（圖表類(lèi)型、數(shù)據(jù)系列），體現(xiàn)因材施教。（2）不足與改進(jìn)：①知識(shí)深度不足，僅講解工具操作，未引導(dǎo)學(xué)生分析“為何選擇該圖表”（如折線(xiàn)圖適合展示趨勢(shì)，柱狀圖適合比較數(shù)值），可增加對(duì)比活動(dòng)：給出“某城市十年GDP”和“2023年各季度GDP”兩組數(shù)據(jù)，讓學(xué)生討論應(yīng)選折線(xiàn)圖還是柱狀圖并說(shuō)明理由。②核心素養(yǎng)落實(shí)不夠，未強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)可視化的“信息傳遞”作用（如避免誤導(dǎo)性圖表），可補(bǔ)充案例：展示“縱軸不從0開(kāi)始的柱狀圖”，討論其可能引發(fā)的誤解，培養(yǎng)信息社會(huì)責(zé)任。③評(píng)價(jià)方式單一，僅通過(guò)實(shí)踐結(jié)果評(píng)價(jià)，可增加同伴互評(píng)：學(xué)生交換圖表，從“圖表類(lèi)型合理性”“數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性”“美觀度”三方面打分，促進(jìn)深度思考。四、教學(xué)設(shè)計(jì)題（本大題共1小題，25分）20.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）》，以“用Python實(shí)現(xiàn)冒泡排序”為課題，設(shè)計(jì)完整的教學(xué)方案。答：一、教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)選自“數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”模塊，冒泡排序是經(jīng)典的排序算法，通過(guò)相鄰元素比較交換實(shí)現(xiàn)排序，有助于學(xué)生理解算法的基本思想，發(fā)展計(jì)算思維。二、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能：掌握冒泡排序的原理，能編寫(xiě)Python代碼實(shí)現(xiàn)升序排序；理解算法的時(shí)間復(fù)雜度（O(n2)）。2.過(guò)程與方法：通過(guò)模擬排序過(guò)程、小組合作編寫(xiě)代碼，體驗(yàn)“問(wèn)題分析→算法設(shè)計(jì)→代碼實(shí)現(xiàn)→測(cè)試優(yōu)化”的解決問(wèn)題流程。3.核心素養(yǎng)：提升計(jì)算思維（抽象算法步驟）與數(shù)字化學(xué)習(xí)能力（用Python解決實(shí)際問(wèn)題）。三、教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：冒泡排序的原理及Python實(shí)現(xiàn)。難點(diǎn)：理解排序過(guò)程中“每輪確定一個(gè)最大值”的規(guī)律，優(yōu)化算法（提前終止無(wú)序判斷）。四、教學(xué)過(guò)程1.情境導(dǎo)入（5分鐘）展示班級(jí)“期中考試數(shù)學(xué)成績(jī)表”（亂序），提問(wèn)：“如何快速找到最高分？如何讓成績(jī)從高到低排列？”學(xué)生討論后，教師指出“排序算法”是解決此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵，引出課題。2.新知探究（15分鐘）（1）算法原理講解教師用卡片模擬冒泡排序過(guò)程（卡片上寫(xiě)數(shù)字：5,3,8,1）：-第一輪：比較5和3（交換→3,5,8,1），5和8（不交換），8和1（交換→3,5,1,8），確定最大值8。-第二輪：比較3和5（不交換），5和1（交換→3,1,5,8），確定次大值5。-第三輪：比較3和1（交換→1,3,5,8），完成排序。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)規(guī)律：每輪比較n-1-i次（i為輪次），最終所有元素有序。（2）Python代碼實(shí)現(xiàn)教師演示用雙重循環(huán)實(shí)現(xiàn)冒泡排序的代碼框架：```pythondefbubble_sort(arr):n=len(arr)foriinrange(n-1):外層循環(huán)：控制輪次forjinrange(n-1-i):內(nèi)層循環(huán)：控制每輪比較次數(shù)ifarr[j]>arr[j+1]:arr[j],arr[j+1]=arr[j+1],arr[j]交換元素returnarr```講解循環(huán)變量i和j的含義，強(qiáng)調(diào)“每輪減少一次比較”的優(yōu)化點(diǎn)。3.實(shí)踐鞏固（15分鐘）任務(wù)：用Python編寫(xiě)冒泡排序函數(shù)，對(duì)列表[9,2,7,4,6]進(jìn)行升序排序，并測(cè)試輸出結(jié)果。學(xué)生分組完成，教師巡視指導(dǎo)，解決“循環(huán)范圍錯(cuò)誤”“交換邏輯