2025年教师资格之中学信息技术学科知识与教学能力考试题库及答案

2025年教师资格之中学信息技术学科知识与教学能力考试题库及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下关于Python列表操作的描述中，正确的是（）A.list1=[1,2,3]，执行list1.append([4,5])后，list1变为[1,2,3,4,5]B.list2=[5,3,1,4]，执行sorted(list2)后，list2本身变为[1,3,4,5]C.list3=[10,20]，执行list3.extend("ab")后，list3变为[10,20,'a','b']D.list4=[7,8]，执行list4+[9]后，list4的值更新为[7,8,9]答案：C解析：A选项中append([4,5])会将整个列表作为元素添加，结果为[1,2,3,[4,5]]；B选项sorted()返回新列表，原列表不变；D选项+操作提供新列表，原列表list4未被修改；C选项extend()可迭代对象"ab"会被拆分为字符添加，正确。2.某中学计划构建校园网络，核心需求是支持1000个以上终端设备同时接入，且未来3年有扩展至2000个终端的需求。以下网络拓扑结构中最适合的是（）A.总线型B.环形C.星型D.网状型答案：C解析：星型拓扑以中心交换机为核心，扩展能力强，添加新节点只需连接到交换机，适合大规模终端接入；总线型和环形扩展性差，网状型成本过高，故选择C。3.关于信息系统安全防护措施，下列说法错误的是（）A.启用防火墙可以阻止所有非法访问B.定期更新操作系统补丁可修复已知漏洞C.对重要数据进行加密存储能防止数据泄露D.实施访问控制（如角色权限管理）可限制越权操作答案：A解析：防火墙无法阻止所有非法访问（如利用漏洞的攻击），仅能根据规则过滤部分威胁，A错误。4.在Excel中，若A1单元格内容为"2024-10-1"，B1单元格输入公式"=YEAR(A1)+MONTH(A1)+DAY(A1)"，则B1的结果是（）A.2024+10+1=2035B.2024+10+1=2035（数值）C.2024+10+1=2035（文本）D.公式错误答案：B解析：YEAR、MONTH、DAY函数分别返回日期的年、月、日数值，相加结果为2024+10+1=2035（数值），B正确。5.某教师设计"用Python绘制直方图"的教学活动，以下教学目标设计最合理的是（）A.学生能记住matplotlib库的导入语句B.学生能独立编写绘制直方图的完整代码C.学生能理解直方图与条形图的区别，并根据数据特征选择合适图表D.学生能在5分钟内完成给定数据的直方图绘制答案：C解析：教学目标应体现知识、能力与素养的整合，C选项既包含知识理解（图表区别），又涉及应用能力（选择图表），符合核心素养要求。6.关于人工智能中的机器学习，下列说法正确的是（）A.监督学习需要标注数据，无监督学习不需要B.深度学习一定属于强化学习C.决策树算法只能用于分类任务D.所有机器学习模型都需要大量训练数据答案：A解析：监督学习依赖带标签数据（如分类任务的类别标签），无监督学习处理无标签数据（如聚类），A正确；深度学习是神经网络的延伸，与强化学习并列；决策树可用于回归；部分小样本学习模型对数据量要求较低。7.在数据库设计中，若学生表（学号，姓名，年龄）与课程表（课程号，课程名）之间通过选课表（学号，课程号，成绩）关联，这种设计符合（）A.第一范式（1NF）B.第二范式（2NF）C.第三范式（3NF）D.BC范式（BCNF）答案：C解析：选课表消除了传递依赖（学号→姓名，课程号→课程名，但学号和课程号共同决定成绩，无传递依赖），符合3NF要求。8.某教师在"数据可视化"教学中，让学生分组分析"校园图书馆借阅量"数据并制作图表。以下分组策略最合理的是（）A.按座位前后4人一组，组内自由分工B.按编程能力高低搭配，每组2名高水平、2名低水平学生C.按兴趣分组，喜欢编程的做代码绘制，擅长设计的做图表美化D.教师指定组长，由组长分配任务答案：B解析：异质分组（能力互补）能促进组内协作，高水平学生可帮助低水平学生解决技术问题，低水平学生可参与数据整理等基础任务，B更符合合作学习原则。9.以下关于信息素养的描述，不符合《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》要求的是（）A.能利用信息技术工具解决实际问题B.能批判性地看待网络信息，抵制不良信息C.能熟练掌握所有主流信息技术工具的操作D.能理解信息技术对社会发展的影响，形成责任意识答案：C解析：课程标准强调信息素养的综合发展，而非"掌握所有工具"，C表述绝对，不符合要求。10.在Python中，执行以下代码后，输出结果是（）```pythondeffunc(a,b=2):returnabprint(func(3))print(func(3,4))```A.612B.312C.67D.37答案：A解析：第一次调用func(3)使用默认参数b=2，结果3×2=6；第二次调用func(3,4)传入b=4，结果3×4=12，A正确。二、简答题（每题8分，共40分）1.简述Python中面向对象编程中"继承"的作用，并举例说明。答案：继承是面向对象编程的三大特性之一，作用是实现代码复用和类的层次化设计。子类（派生类）可以继承父类（基类）的属性和方法，同时可添加新功能或重写父类方法。例如：定义父类Animal（有run方法），子类Dog继承Animal后，自动拥有run方法，还可添加bark方法，实现代码复用。2.列举三种常用的信息系统开发模型，并说明其适用场景。答案：（1）瀑布模型：适用于需求明确、变化少的项目（如传统管理信息系统）；（2）敏捷开发模型：适用于需求频繁变更、需要快速迭代的项目（如互联网产品开发）；（3）原型模型：适用于需求不明确，需通过原型与用户确认需求的项目（如定制化软件）。3.设计"用Python进行数据清洗"的教学活动时，需重点讲解哪些关键操作？答案：需重点讲解：（1）缺失值处理（删除、填充均值/中位数）；（2）重复值检测与删除；（3）异常值识别（如Z-score法、箱线图法）及处理；（4）数据格式转换（如字符串转数值）；（5）数据标准化/归一化（如Min-Max标准化）。4.如何在信息技术教学中培养学生的计算思维？请结合具体教学内容说明。答案：计算思维包括抽象、分解、模式识别、算法设计等。例如在"排序算法"教学中，可引导学生：（1）抽象问题：将一组无序数据转化为有序数据；（2）分解任务：比较相邻元素（冒泡排序）或分治策略（快速排序）；（3）模式识别：发现不同排序算法的适用场景（如数据量小用插入排序，数据量大用快速排序）；（4）算法设计：编写代码实现排序逻辑。通过以上步骤，逐步培养学生的计算思维。5.简述信息安全中"最小权限原则"的含义，并说明在校园网络管理中的应用。答案：最小权限原则指用户或进程仅被授予完成任务所需的最小权限，避免因权限过高导致安全风险。在校园网络管理中，应用如：（1）教师账号仅开放教学相关系统访问权限，无后台管理权限；（2）学生账号限制安装软件、修改系统设置；（3）服务器管理员根据职责分配不同权限（如数据库管理员无防火墙配置权限）。三、案例分析题（每题15分，共30分）案例1：某教师在"网络拓扑结构"教学中，采用如下流程：①展示总线型、星型、环形拓扑的结构图，讲解定义和特点；②播放校园网络布线视频，让学生观察并判断使用的拓扑结构；③布置任务：分组设计一个教室网络拓扑（30台电脑、1台教师机、1台打印机），要求写出选择的拓扑类型及理由。问题：分析该教学流程的优缺点，并提出改进建议。答案：优点：（1）符合从理论到实践的认知规律，通过结构图讲解夯实基础；（2）结合校园实际（布线视频）增强直观性；（3）任务设计贴近学生生活，培养应用能力。缺点：（1）讲解环节以教师为中心，学生参与度较低；（2）任务设计未明确评价标准（如是否考虑扩展性、成本）；（3）缺乏学生间的交流与互评。改进建议：（1）讲解环节增加提问（如"总线型拓扑若某点故障会怎样？"），引导学生思考；（2）任务前提供评价量表（如拓扑合理性占40%、理由阐述占30%、团队协作占30%）；（3）增加小组汇报环节，其他组提问质疑，教师总结点评。案例2：学生在Python编程练习中，提交的代码如下（目标：计算1-100偶数和）：```pythonsum=0foriinrange(1,100):ifi%2==0:sum+=iprint(sum)```运行结果为2450，但正确答案应为2550。问题：（1）分析代码错误原因；（2）教师应如何引导学生自主发现并修正错误？答案：（1）错误原因：range(1,100)提供的是1-99的整数（不包含100），而题目要求1-100的偶数和，100是偶数但未被包含，导致结果少100，正确和为（2+100）×50/2=2550，原代码结果为2450（缺少100）。（2）引导方法：①提问学生"range(1,100)的取值范围是什么？"，让学生回忆range函数的参数规则（结束值不包含）；②要求学生手动计算前10个数的偶数和（如1-10），对比代码运行结果（2+4+6+8=20）与实际（2+4+6+8+10=30），发现问题；③鼓励学生修改range的结束值（改为101），验证结果是否正确。四、教学设计题（30分）请根据以下教材内容，设计一个课时（45分钟）的教学方案，包括教学目标、教学重难点、教学方法、教学过程（含时间分配）。教材内容：高中信息技术必修模块"数据与数据结构"中的"数组与列表"，主要内容：（1）数组与列表的概念；（2）Python中列表的基本操作（创建、索引、切片、添加/删除元素）；（3）列表在数据处理中的应用（如统计班级成绩）。答案：教学目标-知识与技能：理解数组与列表的区别，掌握Python列表的创建、索引、切片及增删操作；能使用列表解决简单数据处理问题（如统计班级平均分）。-过程与方法：通过案例分析、小组合作，经历从数据存储需求到选择列表结构的过程，提升数据组织与处理能力。-情感态度与价值观：感受列表在数据处理中的便捷性，体会数据结构对解决问题效率的影响。教学重难点-重点：列表的索引、切片操作及增删方法（append、insert、remove、pop）。-难点：切片操作的参数含义（start:end:step）及灵活应用；根据实际需求选择合适的列表操作。教学方法任务驱动法、演示法、小组合作学习。教学过程1.情境导入（5分钟）展示班级期中考试成绩表（Excel截图），提问："若用Python存储这30个成绩，逐个变量存储（如s1=90,s2=85...）是否方便？有没有更高效的方式？"学生思考后引出"列表"的概念。2.新知讲授（15分钟）（1）数组与列表对比：通过表格对比（固定长度vs动态长度、同类型vs任意类型），强调Python列表的灵活性。（2）列表基本操作演示：-创建：list1=[90,85,78,92]；空列表list2=[]。-索引：list1[0]（第一个元素）、list1[-1]（最后一个元素）。-切片：list1[1:3]（取第2-3个元素）、list1[::2]（步长2取元素），通过动画演示切片过程。-增删：append（末尾添加）、insert（指定位置插入）、remove（按值删除）、pop（按索引删除），用交互式代码编辑器实时演示效果。3.实践操作（15分钟）任务：某班级5名学提供绩为[88,95,76,82,90]，完成以下操作：（1）添加第6名学提供绩85（用append）；（2）将第3名学提供绩修改为80（用索引）；（3）删除最低分76（用remove或pop）；（4）输出前4名学提供绩（用切