2024年教师资格之中学信息技术学科知识与教学能力提升训练试卷（附答案）

2024年教师资格之中学信息技术学科知识与教学能力提升训练试卷（附答案）一、单项选择题（本大题共15小题，每小题3分，共45分）1.已知某二叉树的后序遍历序列为DABEC，中序遍历序列为DEBAC，则其前序遍历序列为（）。A.CEBADB.DECABC.DEABCD.CEDBA2.以下IP地址中，属于C类地址的是（）。A.10.1.1.1B.172.16.0.1C.192.168.1.1D.224.0.0.13.某教师在讲解“网络安全”时，展示钓鱼网站的仿冒页面，引导学生对比真实页面的差异。这一教学活动主要培养学生的（）。A.计算思维B.信息社会责任C.数字化学习与创新D.信息意识4.以下Python代码的输出结果是（）。```pythona=[1,2,3]b=ab.append(4)print(a)```A.[1,2,3]B.[1,2,3,4]C.报错D.[4,3,2,1]5.某图像分辨率为1024×768，颜色深度为24位，则存储该图像需要的字节数约为（）。A.2.25MBB.2.75MBC.3.0MBD.3.5MB6.关系型数据库中，若一个关系模式满足“每一个非主属性完全函数依赖于码”，则该模式至少达到（）。A.第一范式（1NF）B.第二范式（2NF）C.第三范式（3NF）D.BC范式（BCNF）7.以下属于人工智能技术应用的是（）。①智能语音助手②在线翻译③图像识别④电子表格数据排序A.①②③B.①③④C.②③④D.①②④8.操作系统中，“进程”与“线程”的主要区别是（）。A.进程是资源分配的基本单位，线程是调度执行的基本单位B.进程是动态的，线程是静态的C.进程只能运行一个任务，线程可运行多个任务D.进程占用内存，线程不占用内存9.某学生用Python编写程序时，出现“NameError:name'x'isnotdefined”错误，最可能的原因是（）。A.变量x未赋值B.变量x的作用域错误C.变量x拼写错误D.变量x未声明类型10.以下关于信息系统的说法，错误的是（）。A.信息系统由硬件、软件、数据、用户和规程组成B.管理信息系统（MIS）主要支持战术层决策C.决策支持系统（DSS）依赖模型库和数据库D.专家系统（ES）核心是知识库和推理机11.某教师设计“用Python绘制图表”的教学活动，要求学生收集班级月考成绩，分析各科分数分布并绘制柱状图。这一设计主要体现的课程理念是（）。A.提升信息素养，培养数字化胜任力B.强调问题解决，注重创新实践C.优化知识结构，深化理解应用D.关注学科融合，促进全面发展12.以下算法中，时间复杂度为O(nlogn)的是（）。A.冒泡排序B.插入排序C.快速排序D.选择排序13.某网站要求用户设置密码时必须包含字母、数字和符号，这一措施主要是为了提高密码的（）。A.可记性B.长度C.复杂度D.唯一性14.在多媒体作品设计中，“确定作品主题→收集素材→设计脚本→制作合成→测试发布”属于（）。A.需求分析阶段B.规划设计阶段C.开发制作阶段D.评估优化阶段15.以下关于“计算思维”的描述，正确的是（）。A.仅适用于计算机科学领域B.核心是算法设计和编程实现C.包括抽象、分解、模式识别等方法D.与数学思维、工程思维完全独立二、简答题（本大题共3小题，每小题10分，共30分）16.简述Python中可变对象与不可变对象的区别，并各举一例说明。17.某教师计划在初中“信息安全”课程中设计一个实践活动，要求学生识别常见的网络安全威胁并提出防护措施。请设计一个具体的活动方案（包括活动目标、步骤、评价方式）。18.数据可视化是信息表达的重要手段。请说明数据可视化的基本步骤，并举例说明如何选择合适的图表类型（如柱状图、折线图、散点图）。三、案例分析题（本大题共2小题，每小题20分，共40分）19.案例：某教师在“Python循环结构”教学中，学生练习时出现以下问题：部分学生混淆for循环与while循环的适用场景，在需要遍历列表时使用while循环，导致代码冗余；个别学生在嵌套循环中因未正确初始化变量，导致输出结果错误。问题：（1）分析学生出现上述问题的可能原因；（2）针对问题提出教学改进建议。20.案例：某教师在“人工智能的应用”课程导入环节，播放了一段智能机器人参与医疗手术的视频，然后提问：“这段视频中的机器人用到了哪些人工智能技术？”学生回答分散，难以聚焦核心知识点。问题：（1）分析该导入环节存在的问题；（2）设计一个更有效的导入方案（要求包含互动提问、联系学生生活经验）。四、教学设计题（本大题1小题，35分）21.请根据以下材料，设计一节初中信息技术课的完整教案。教学内容：Python语言——分支结构（ifelifelse语句）教学对象：初中二年级学生（已掌握Python基本数据类型、输入输出函数、比较运算符）要求：（1）教学目标包含知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观；（2）教学重难点明确；（3）教学过程包含导入、新知讲解、实践探究、总结拓展环节；（4）设计课堂评价方式。参考答案及解析一、单项选择题1.D解析：后序遍历最后一个节点为根（C），中序遍历中根左边为左子树（DEBA），右边无右子树。左子树后序遍历为DABE，根为E；中序遍历DEBA中E左边为D，右边为BA。BA后序遍历为AB，根为B，中序遍历BA中B左边无，右边为A。最终前序遍历为C→E→D→B→A，即CEDBA。2.C解析：C类地址范围192.0.0.0~223.255.255.255，选项C符合。3.B解析：对比仿冒页面培养学生识别网络诈骗的能力，属于信息社会责任。4.B解析：Python中列表是可变对象，b=a使b与a指向同一对象，b.append(4)会同步修改a。5.A解析：字节数=1024×768×24/8=2359296字节≈2.25MB（1MB=1024×1024字节）。6.B解析：第二范式要求消除非主属性对码的部分函数依赖，即完全依赖。7.A解析：电子表格排序是传统数据处理，不属于AI。8.A解析：进程是资源分配单位，线程是调度执行单位，线程共享进程资源。9.A解析：NameError通常因变量未定义（未赋值或作用域外引用）。10.B解析：MIS主要支持作业层和管理层，战术层决策由DSS支持。11.B解析：通过分析实际数据解决问题，体现问题解决与实践创新。12.C解析：快速排序平均时间复杂度为O(nlogn)，其他选项为O(n²)。13.C解析：包含多种字符类型是为了提高密码复杂度，降低被破解概率。14.B解析：规划设计阶段包括主题确定、脚本设计等步骤。15.C解析：计算思维是跨领域的思维方法，包括抽象、分解等，与其他思维互补。二、简答题16.区别：可变对象在创建后内容可修改（内存地址不变），不可变对象修改时会创建新对象（原对象地址不变）。示例：可变对象如列表（list），a=[1,2]，a.append(3)后a变为[1,2,3]，地址不变；不可变对象如字符串（str），b="abc"，b=b+"d"后b指向新字符串"abcd"，原"abc"地址不变。17.活动方案：活动目标：识别钓鱼网站、勒索软件、信息泄露等威胁；掌握查看URL、安装杀毒软件、设置强密码等防护措施。步骤：①情境导入：展示“收到中奖链接邮件”“手机提示安装‘系统补丁’”等场景；②小组探究：分组分析场景中的威胁类型（如钓鱼、恶意软件），查阅资料总结防护方法；③成果展示：每组汇报威胁识别方法和防护措施，其他组补充；④模拟演练：使用“网络安全模拟平台”识别仿冒网站，记录防护操作。评价方式：过程性评价（小组讨论参与度）+结果性评价（防护措施的准确性、演练正确率）。18.基本步骤：①明确目标：确定要表达的核心信息（如趋势、分布、关联）；②数据清洗：去除无效、重复数据；③选择图表：根据数据类型和目标选择；④设计可视化：调整颜色、标签、坐标轴；⑤验证优化：检查是否准确传递信息。图表选择示例：比较不同班级的平均分用柱状图（直观对比）；展示某城市一年的气温变化用折线图（体现趋势）；分析身高与体重的关系用散点图（观察相关性）。三、案例分析题19.（1）原因：①对for循环（遍历可迭代对象）和while循环（条件控制）的适用场景理解不深刻，缺乏对比练习；②嵌套循环中变量作用域概念模糊，未掌握“外循环每次执行时内循环变量需重新初始化”的规则。（2）改进建议：①设计对比练习：给出“遍历列表求总和”“计算1到100的和”两个任务，分别用for和while实现，引导学生总结“遍历用for，条件控制用while”；②用调试工具演示嵌套循环执行过程，标记变量值的变化，强调初始化位置；③提供错误代码示例（如未初始化的嵌套循环），组织学生分组找错并修正。20.（1）问题：①视频内容离学生生活较远（医疗手术），缺乏代入感；②提问过于开放（“哪些技术”），学生知识储备不足时难以准确回答，导致讨论分散。（2）导入方案：①展示学生熟悉的场景：播放“语音助手回答‘今天天气如何’”“扫码支付时人脸识别”的视频；②提问互动：“这些场景中，哪些操作是机器自动完成的？”（如语音识别、图像识别）→“机器是如何‘学习’这些技能的？”→引出“人工智能”概念；③联系生活：让学生分享“你用过哪些人工智能产品？”（如智能手表、翻译软件），总结AI的特点（模拟人类智能、自动处理）。四、教学设计题《Python分支结构——ifelifelse语句》教案一、教学目标知识与技能：掌握ifelifelse语句的语法结构；能根据条件设计分支逻辑解决简单问题（如成绩等级判定）。过程与方法：通过分析“公交购票优惠”场景，经历“问题抽象→条件判断→代码编写→调试优化”的过程，提升逻辑思维和问题解决能力。情感态度与价值观：感受编程在生活中的应用价值，激发用信息技术解决实际问题的兴趣。二、教学重难点重点：ifelifelse语句的语法规则及多条件判断的实现。难点：多条件的逻辑顺序设计（如互斥条件、覆盖关系）。三、教学过程1.情境导入（5分钟）展示“公交购票规则”：身高＜1.2米免票；1.2米≤身高＜1.5米半票；身高≥1.5米全票。提问：“如何用Python让程序根据输入的身高输出票价？”引导学生思考“需要判断不同条件”，引出分支结构。2.新知讲解（15分钟）（1）单分支（if）：展示代码“if条件:语句”，结合“身高＜1.2米免票”示例，讲解条件表达式（如height<1.2）和缩进规则。（2）双分支（ifelse）：提问“身高≥1.2米时如何处理？”引出else子句，代码“if条件:...else:...”，演示“半票或全票”的初步判断。（3）多分支（ifelifelse）：提出“需区分半票和全票”，讲解elif的作用（多条件依次判断），强调“条件顺序影响结果”（如先判断“≥1.5米”会导致“1.21.5米”被覆盖）。示例代码：```pythonheight=float(input("请输入身高（米）："))ifheight<1.2:print("免票")elifheight<1.5:隐含height≥1.2print("半票")else:print("全票")```3.实践探究（20分钟）任务：设计“成绩等级判定”程序，输入分数（0100），输出“优秀（≥90）”“良好（8089）”“合格（6079）”“不合格（＜60）”。步骤：①独立思考条件顺序（