探究高中信息技术学业水平测试Python试题设计 论文

2022年安徽省中小学教育教学论文评选探究高中信息技术学业水平测试Python试题设计 摘要：本文基于高中信息技术课程标准，旨在研究应对高中学业水平测试的Python模块的试题设计，从设计背景、理论依据、设计思路以及试题实践等方面进行探讨。 关键词：信息技术学业水平测试Python试题设计核心素养

引言：为了更好的贯彻党的教育方针，国家实施了多次课程改革，2019年新课程改革后针对高中信息技术教材的变动而导致试题匮乏的问题，我们迫切需要设计出考察新教材知识点的试题。本文选取了新教材中变化较大的部分程序设计章节Python知识模块，分析该模块试题设计的背景，再寻求参考文献中的理论依据，理清设计思路，贯彻设计方法，给出试题实践，希望通过我们的思考给更多的信息技术教师提供思路，希望用我们的探究方法设计出的试题让学生在实现信息技术学业水平测试的同时，也能提升学生综合应用信息技术的能力，促进学科核心素养的达成。一、试题设计的背景2019年基于新课程标准改革后的教材陆续在全国推广使用，安徽省从2020年秋季在高中起始年级使用新教材，信息技术教材也全部更换，在新教材中我们发现以往程序设计模块使用的程序设计语言由旧教材中的VisualBasic语言换成了Python语言，不仅如此，以广东教育出版社信息技术教材为例，必修1教材中其它章节的项目里也能看到Python语言设计的程序段，由Python编写的程序解决了很多章节中出现的实际问题。这个重大改变让我们意识到，Python语言将成为今后教师上课，学生学习、考试的重要知识点。但由于新教材的使用时间较短，老师们掌握的信息技术资料很少，面向学生的信息技术试题匮乏，特别是Python程序语言模块的试题，所以为了更好的应对信息技术学业水平测试，更大程度上提高学生应用程序设计语言去解决实际问题的能力，我们对信息技术试题中Python模块的试题设计进行了研究，本文将和大家一起交流。二、试题设计的理论依据1．学业质量水平标准12022年安徽省中小学教育教学论文评选高中信息技术学业质量标准是阶段性评价、学业水平合格性考试和学业水平等级性考试命题的重要依据。《普通高中信息技术课程标准2017版2020修订版》（以下简称“新课标”）中对于程序设计这个模块的学业要求是这样叙述的：依据解决问题的需要，设计和表示简单算法，掌握一种程序设计语言的基本知识，利用程序设计语言实现简单算法，解决实际问题。这其中“掌握一种程序设计语言”，指的就是新教材中的Python语言。因此我们的试题设计旨在体现这两点，一是要掌握Python语言的基本知识，二是要学会用Python语言设计简单的程序去解决实际问题。2．学科核心素养信息技术学科的核心素养包含四个方面：信息意识、计算思维、数字化学习和创新以及信息社会责任。它们是高中学生在接受信息技术教育过程中逐步形成的信息技术知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的综合表现。四个核心要素互相支持、互相渗透、共同促进，旨在全面提升全体高中学生的信息素养。落实到试题设计上，我们必须遵循这样的原则，无论试题的题型如何，创设出什么样的情境，涉及到什么样的知识体系，都要体现出这四个核心素养的一个或多个层面。后文试题设计实践方面会具体标注出每个试题体现的核心素养。3．考试评价和反馈安徽省高中信息技术学业水平考试是等级性考试，直接使用上机测试的方式。我们需要设计出符合上机考试的试题，不仅要考察学生对Python语言基础的理论知识的掌握，还要考察学生对Python语言这个技术工具的熟练程度，所以在设计试题时需要考量适合上机考试的题型，学生要易操作，结果要易诊断并能够及时反馈给学生，最大程度提升学生利用Python语言去解决实际问题的能力。三、试题设计的思路与方法1．整理分析教材中Python模块的知识点，确定试题设计的考点 以广东教育出版社信息技术教材为例，教材中Python知识点主要出现在必修1数据与计算的第四章程序设计基础，我们归纳总结后的知识点结构图如图1：22022年安徽省中小学教育教学论文评选 图1python知识结构图

除此之外，用Python语言编写的程序也出现在必修1教材的第五、六章节，解决了相应章节知识点相联系的实际问题，其中第五章“数据处理和可视化表达”的第2节“数据的采集方法中提到的网络数据采集法”，课本中介绍了Python网络数据采集程序使用的几个扩展库：NumPy、Scipy、Pandas、Matplotlib，并列出在Python中使用import语句导入模块库的语法：importmodule和导入指定模块库内的的指定函数方法：Frommoduleimportname。另外在第六章人工智能的应用中用Python程序剖析智能客服机器人，为了读懂这个程序是如何解决实际问题的，我们也必须了解Python中“列表”这种数据结构。对于整理出的知识点我们再根据教学实践中的重难点，学业水平要求的侧重点把它们转换成相应的考点，并注意权重比例，其中Python语言的选择结构和循环结构考点要占比更大，利用Python解决实际问题的试题也要相应增加。32022年安徽省中小学教育教学论文评选2．确定试题设计的原则 试题设计时要注意知识的广度，各个考点均需涉及，要覆盖全部Python知识点，要考虑知识的整体性，知识构建要完整。试题设计时要注意知识的深度，不能一味的把知识点直接照搬成题目的答案，尽量从生活中出发，设计出需要学生归纳总结，利用创设的情境或者题目中给的背景材料进行探讨，分析并解决问题的试题。 设计的试题要注重层次，从简单到困难难度差距明显，要让评分能拉开差距，让分数具备可信度，从而更好的反馈给学生和教师。3．确定试题的题型Python试题为上机测试形式，我们设计的题型要便于学生上机操作，试题结果要易于呈现。试题可分为基础题和操作题，基础题包括选择题、综合分析题、写程序结果题，操作题主要为程序操作题。 （1）选择题

以基础知识的考核为主，比如Python知识结构图提到的基础知识，对其中提到的基本概念的认识和理解。另外Python三种基本结构中的知识也是必考点，其中实践性和操作性强的试题也可转化成选择题，利于提升学生的信息素养。 （2）综合分析题

我们都知道，改革后的新教材有一个重大改变，那就是采用了项目式教学，每一章内容都会围绕着一个项目展开，这种基于真实情境的项目学习能促进学生信息问题的敏感性、知识学习的掌控力、问题求解的思考力的发展。所以我们设计了类似项目式学习的综合分析题，运用项目式的情境，让更多生活的场景出现在题目中，从实际出发，让学生更加积极的思考并能把知识和实际联系在一起。综合分析题要根据题目需求恰当选择题、填空题、判断题等基础题型。 （3）写程序结果题

相对于Python操作题来说，这个题型较直接，只需写出程序的结果即可，相当于填空题，但考察的广度和难度都大于填空题，要求学生具备的程序理解能力更强。（4）程序操作题

程序操作题需要学生根据题目中的要求和给定的输入值和输出值，通过运行计算机中的Python程序来填空或者修改程序错误，这不仅要求学生熟练掌握Python42022年安徽省中小学教育教学论文评选的理论知识，还要熟悉Python程序设计环境的使用，包括程序的编辑、调试、运行，学生动手操作，用一个完整的程序来解决实际问题，提升学生的计算思维和动手能力。四、试题设计实践根据以上的论述，我们给出每种题型在试题设计中的实例，供大家参考。 1．实例1：选择题

某超市用13位数字标识商品信息，其中8～12位是表示商品名的代码，用字符串变量s存储商品的信息码（例如:s="9787100109796"，商品名代码是“10979”），下列Python表达式中能取出商品名代码的是（）。A．s[-6:-1]B．s[7:11]C．s[8:12]D．s[7:-2]

分析：

考察的知识点：Python基础知识中的字符串的切片操作。题目难易度：中等，需要熟悉字符串数值类型的索引方式，了解字符串切片操作。 创设的情境：超市商品标识也就是条形码大家非常熟悉，通过条形码获取商品代码是学生非常容易理解的过程。 体现的学科核心素养：信息意识（超市的商品信息用信息码体现）、计算思维（字符串的索引表示）。答案：A，切片操作的前两个参数为开始值和结束值，含头不含尾，正负号决定了“切取方向”，正表示“从左往右”取值，负表示“从右往左”取值。13位数字标识商品信息中，其中8~12位是表示商品名的代码，由于元素下标从0开始，所以截取应该是7-11位，表示为s[7:12]或者为s[-6:-1]，故本题选A选项。 2．实例2：综合分析题

唐代诗人史传有名有姓者不下千人，他们组成了大大小小不同的朋友圈。有的因为诗风接近，如李白代表的浪漫主义、杜甫代表的现实主义、王维代表的田园山水、岑参代表的边塞诗风；有的因为年龄大体相近，如盛唐时期的李白、杜甫、贺知章等；有的因为政见相近，如韩愈作为古文运动的领袖级人物，当时很多文人墨客以进入他的朋友圈为荣。在盛唐时期有这样一个朋友圈，他们的友谊跨越数十年，诗人之间通过互动诗歌，表达抒发情感，这是他们朋友圈的一种表现方式，用计算机来分析这个时代的唐诗，就会发现诗人之间有着你意想不到的千丝万缕的关系。学校某研究性学习小组利用大数52022年安徽省中小学教育教学论文评选据分析技术，通过对诗词分析，绘制盛唐时期几位诗人（杜甫、李白、王维、孟浩然……）之间的社交关系网络图，试图推测哪位诗人是同时代诗人的核心，哪位诗人的影响最大，从而更好地学习、理解唐诗。（1）全唐诗数量较多，一共四万多首，来源分散，存储在互联网不同的服务器与各客户终端。面对繁杂的数据，学习小组决定使用爬虫程序获取文本数据并形成唐诗库文件，所使用的数据采集方法为___________。A系统日志采集法B网络数据采集法C其他数据采集方法（2）利用爬虫程序编制计算机程序解决问题的过程中，__________________（选填：分析问题、设计算法、编写程序、调试运行）是编程的核心，是解决问题的方法和步骤。选用Python程序设计语言编写程序，Python属于__________________（选填：机器语言、汇编语言、高级语言）。图2流程图，使用__________________（选填：自然语言、流程图、伪代码）进行算法描述，且运用循环控制结构嵌套了__________________控制结构。（3）图3中对上述问题中红色下划线填入恰当的语句__________________。图2流程图图3程序段 分析：

考查的知识点：数据的采集方法、算法、程序设计综合知识

题目难易度：难，将数据采集知识与算法、Python程序设计知识相融合，难度系数高62022年安徽省中小学教育教学论文评选创设的情境：由唐朝诗人之间密切的联系想到做一个唐朝诗人的关系图，创意大胆，为唐朝诗人、诗歌的研究作出一份贡献体现的学科核心素养：数字化学习和创新（唐诗的采集方法）、计算思维（用程序设计解决实际问题）

答案：（1）网络数据采集法

（2）设计算法，流程图，分支（选择）

（3）gx=gx+1

3．实例3：程序写结果题

小明有n个桃子，吃完后每三个桃核可以换一个桃子，计算小明总共能吃到几个桃子。n=input(“请输入小明有几个桃子：”)

Count=n

whilen>=3:

count=count+n//3

n=n%3+n//3

print("小明总共能吃到：",count,"个桃子")

若小明总共有7个桃子，则他最后可以吃到______个桃子。分析：

考查的知识点：Python中while循环结构

题目难易度：中等 创设的情境：解决数学问题

体现的学科核心素养：计算思维（将数学思维转换成计算机思维，用Python编写程序解决数学问题）

答案：10，n=7时while循环执行两次，第一次count=7+7//3=9，n=n%3+n//3=3，第二次count=count+n//3=9+1=10，最终输出count的值为10。 4．实例4：程序操作题

在“三位一体”招生考试中学考成绩占据一定的比例。表1为某高校学考等级成绩折算表（学考等级分为A、B、C、D、E)，少于5A计0分；表2为某学生的学考等级成绩单。72022年安徽省中小学教育教学论文评选表1某高校学考等级成绩折算表 学业水平考试等级ABCD成绩折算(分)10864表2某学生学考等级成绩单 科目 语文 数学 英语 物理 化学 生物 政治 历史 地理 技术 等级AAAAABACBA编写Python程序实现学考成绩总分析算。表2学生的折合分数如图4所示。图4s=input("请输入各学科学考等级：")

num=0

scores=0fortin①:ift=="A":

②

scores+=10

elift=="B":

scores+=8

elift=="C":

scores+=6

elset=="D":#③此行有一处错误 scores+=482022年安徽省中小学教育教学论文评选ifnum<5:

print("折合分数为0分")

else:

print("折合分数为：",scores)

实现上述功能的Python程序如上，请在划线处填入合适的代码。①_____________