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最新教师资格证数学学科(高中数学)知识与教学能力复习重点

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第一章 课程知识

1. 高中数学课程的地位和作用:

⑴ 高中数学课程是义务教育后普通高级中学的一门主要课程,它包含了数学中最基本的内

容,是培养公民素质的基础课程。

⑵ 高中数学对于认识数学与自然界、数学与人类社会的关系,提高提出问题、分析和解决

问题的能力,形成理性思维,发展智力和创新意识具有基础性的作用。 ⑶ 高中数学课程有助于学生认识数学的应用价值,增强应用意识。 ⑷ 高中数学是学习高中物理、化学等其他课程的基础。 2. 高中数学课程的基本理念:

⑴ 高中数学课程的定位:面向全体学生;不是培养数学专门人才的基础课。 ⑵ 高中数学增加了选择性(整个高中课程的基本理念):为学生发展、培养自己的兴趣、

特长提供空间。

⑶ 让学生成为学习的主人:倡导自主学习、合作学习;帮助学生养成良好的学习习惯。 ⑷ 提高学生数学应用意识:是数学科学发展的要求;是培养创新能力的需要;是培养学习

兴趣的需要;是培养自信心的需要;数学应用的广泛性需要学生具有应用意识。

⑸ 强调培养学生的创新意识:强调发现和提出问题;强调归纳、演绎并重;强调数学探究、

数学建模。

⑹ 重视“双基”的发展(数学基础知识和基本能力):理解基本的数学概念和结论的本质;

强调概念、结论产生的背景;强调体会其中所蕴含的数学思想方法。 ⑺ 强调数学的文化价值:数学是人类文化的重要组成部分;《新课标》强调了数学文化的

重要作用。

⑻ 全面地认识评价:学习结果和学习过程;学习的水平和情感态度的变化;终结性评价和

过程性评价。

3. 高中数学课程的目标:

⑴ 总目标:使学生在九年义务教育数学课程的基础上,进一步提高作为未来公民所必要的

数学素养,以满足个人发展与社会进步的需要。

⑵ 三维目标:知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观

⑶ 把“过程与方法”作为课程目标是本次课程改革最大的变化之一。

⑷ 五大基本能力:计算能力、逻辑推理能力、空间想象能力、抽象概括能力、数据处理能

4. 高中数学课程的内容结构:

⑴ 必修课程(每模块2学分,36学时):数学1(集合、函数)、数学2(几何)、数学3(算

法、统计和概率)、数学4(三角函数、向量)、数学5(解三角形、数列、不等式) ⑵ 选修课程(每模块2学分,36学时;每专题1学分,18学时):

① 选修系列1(文科系列,2模块):1-1(“或且非”、圆锥曲线、导数)、1-2(统计、

推理与证明、复数、框图) ② 选修系列2(理科系列,3模块):2-1(“或且非”、圆锥曲线、向量与立体几何)、

2-2(导数、推理与证明、复数)、2-3(技术原理、统计案例、概率) ③ 选修系列3(6个专题) ④ 选修系列4(10个专题) 5. 高中数学课程的主线:

函数主线、运算主线、几何主线、算法主线、统计概率主线、应用主线。 6. 教学建议:

⑴ 以学生发展为本,指导学生合理选择课程、制定学习计划

⑵ 帮助学生打好基础,发展能力:

① 强调对基本概念和基本思想的理解和掌握 ② 重视基本技能的训练

③ 与时俱进地审视基础知识与基本能力 ⑶ 注重联系,提高对数学整体的认知

⑷ 注重数学知识与实际的联系,发展学生的应用意识和能力 ⑸ 关注数学的文化价值,促进学生科学观的形成 ⑹ 改善教与学的方式,使学生主动地学习 ⑺ 恰当运用现代信息技术,提高教学质量 7. 评价建议:

⑴ 重视对学生数学学习过程的评价

⑵ 正确评价学生的数学基础知识和基本能力

⑶ 重视对学生能力的评价(问题意识、独立思考、交流与合作、自评与互评) ⑷ 实施促进学生发展的多元化评价(尊重被评价对象) ⑸ 根据学生的不同选择进行评价

第二章 教学知识

8. 教学原则

抽象与具体相结合、严谨性与量力性相结合原则(“循序渐进”)、理论与实际相结合原则(“学以致用”)、巩固与发展相结合原则(“温故而知新”) 9. 教学过程

备课(备教材、备学生、备教法)、课堂教学(组织教学、复习提问、讲授新课、巩固新课、布置作业)、课外工作(作业批改、课外辅导、数学补课活动)、成绩的考核与评价(口头考察、书面考察)、教学评价(导向作用、鉴定作用、诊断作用、信息反馈与决策调控作用) 10. 教学方法

⑴ 讲授法:科学性、系统性(循序渐进)、启发性、量力性(因材施教)、艺术性(教

学语言)

⑵ 讨论法:体现“学生是学习的主体”的特点。

⑶ 自学辅导法:卢仲衡教授提出,要求学生肯自学、能自学、会自学、爱自学 ⑷ 发现法:又称问题教学法(布鲁纳),步骤是创设问题情境;寻找问题答案,探讨问

题解法;完善问题解答,总结思路方法;知识综合,充实改善学生的知识结构。

11. 概念教学

⑴ 概念的内涵与外延:当概念的内涵扩大时,则概念的外延就缩小;当概念的内涵缩

小时,则概念的外延就扩大。内涵和外延之间的这种关系,称为反变关系。

⑵ 概念间的逻辑关系:相容关系(同一关系如“等边三角形”和“正三角形”、交叉

关系如“等腰三角形”和“直角三角形”、包含关系如“菱形”和“四边形”)、不相容关系(对立关系如“正数”和“负数”、矛盾关系如“负数”和“非负数”) ⑶ 概念下定义的常见方式:属加种差定义法(被定义的概念=最邻近的属概念+种差,

如“有一个角是直角的平行四边形是矩形”)、解释外延定义法(不易揭示其内涵,如“有理数和无理数统称实数”)、描述性定义法(用简明清晰的语言描述,如

”)

⑷ 数学概念获得的主要方式:概念形成(由学生发现)、概念同化(教师直接展示定义)

12. 命题教学:整体性策略(旨在加强命题知识的横、纵向联系)、准备性策略(教学实施

之 前)、问题性策略(激发学生的积极性)、情境化教学、过程性策略(暴露命题产生于证明的“所以然”过程)、产生式策略(变式练习) 13. 推理教学

⑴ 推理的结构:任何推理都是由前提和结论两部分组成的

⑵ 推理的形式:演绎推理(由一般到特殊;前提真,结论真;三段论:大前提、小前

提,得推理)、归纳推理(由特殊到一般)、类比推理(由特殊到特殊)

14. 问题解决教学

⑴ 数学问题的设计原则:可行性原则、渐进性原则、应用性原则

⑵ 纯粹数学问题解决:波利亚怎样解题表(分析题意;拟定计划;执行计划;验算所

得到的解)

⑶ 非常规问题解决:建模分析(分析问题背景,寻找数学联系;建立数学模型;求解

数学模型;检验;交流和评价;推广)

15. 学习方式:自主学习、探究学习、合作学习

第三章 教学技能

16. 教学设计

⑴ 课堂教学设计就是在课堂教学工作进行之前,以现代教育理论为基础,应用系统科

学方法分析研究课堂教学的问题,确定解决问题的方法和步骤,并对课堂教学活动进行系统安排的过程。 ⑵ 教学设计与教案的关系:

① 内容不同:

教学设计的基本组成既包括教学过程,也包括指导思想与理论依据、教学背景分析、对学生需要的分析、学习内容分析、教学方法与策略的选定、教学资源的设计与使用以及学习效果评价等。侧重运用现代教学理论进行分析,不仅说明教什么、如何教,而且说明为什么这样教;教案的基本组成是教学过程,侧重教什么、如何教。 ② 核心目的不同:

教学设计不仅重视教师的教,更重视学生的学,以及怎样使学生学得更好。达到更好的教学效果是教学设计的核心目的;教案的核心目的就是教师怎样讲好教学内容。 ③ 范围不同:

从研究范围上讲,教案只是教学设计的一个重要内容。

⑶ 数学课堂教学设计的意义:

① 使课堂教学更规范、操作性更强 ② 使课堂教学更科学 ③ 使课堂教学过程更优化

⑷ 数学课堂教学设计的基本要求:

① 充分体现数学课程标准的基本理念,努力体现以学生发展为本 ② 适应学生的学习心理和年龄特征 ③ 重视课程资源的开发和利用 ④ 注重预设与生成的辩证统一

⑤ 辩证认识和处理教学中的多种关系 ⑥ 整体把握教学活动的结构 ⑸ 数学教学设计的准备:

① 认真学习新课标,了解当前我国数学课程的目标要求

② 全面关注学生需求

③ 认真研读数学教材和参考书,领悟编写意图

④ 广泛涉猎数学教育的其他优秀资源,吸取他人精华,丰富自己的教学设计 ⑤ 制定学期教学计划、单元教学计划 ⑹ 教材分析

① 分析和处理教材是教学设计的基本环节和核心任务 ② 整体系统的观念用教材 ③ 理解教材的编排意图 ④ 突出教材的重点和难点 ⑺ 学情分析

① 分析学生原有的认知基础 ② 分析学生的个体差异 ③ 了解学生的生理、心理

④ 了解学生对本学科学习方法的掌握情况 ⑤ 分析学习知识时可能要遇到的困难 ⑻ 制定合理教学目标的要求

① 反映学科特点,体现内容本质 ② 要有计划性,可评价性 ③ 格式要规范,用词要考究

④ 要全面,不能“重知轻思”、“重知轻情”等 ⑤ 注意教学目标的层次性(记忆、理解、探究) ⑥ 要实在具体,不浮华 ⑼ 教学反思

① 教学反思的内容:对教学设计、教学过程、教学效果、个人经验的反思

② 教学反思的步骤:截取课堂教学片段及其相关的教学设计;提炼反思的问题;

个人撰写反思材料;集体讨论;个人再反思,并撰写反思论文

⑽ 教学设计的撰写:

① 教学目标:知识与技能(了解、掌握、应用);过程与方法(提高能力);情感

态度与价值观(体验规律、培养看问题的方法) ② 学情分析

③ 教材分析:本节课的作用和地位;本节课的主要内容;重难点分析 ④ 教学理念 ⑤ 教学策略 ⑥ 教学环境 ⑦ 教学过程 ⑧ 教学反思

17. 教学实施

⑴ 课堂导入:直接导入法、复习导入法、事例导入法(情境导入法)、趣味导入法、悬

念导入法

⑵ 课堂提问的原则:目的性原则、启发性原则、适度性原则、兴趣性原则、循序渐进

性原则、全面性原则、充分思考性原则、及时评价性原则

⑶ 课堂提问的类型:复习回忆提问、理解提问、应用提问、归纳提问、比较提问、分

析综合提问、评价提问 ⑷ 学生活动:

① 学生活动体现了学生在学习中的主体地位

② 作为教学环节之一的“学生活动”是意义建构的组成部分 ③ 学生活动的目的是促进学生的理解 ④ 从总体上说,学生活动必须是思维活动

⑸ 课堂结束技能的实施方法:练习法、比较法与归纳法、提问法和答疑法、呈上法和

启下法、发散法和拓展法

⑹ 结束技能实施时应注意的问题:自然贴切,水到渠成;语言精练,紧扣中心;内外

沟通,立疑开拓

18. 教学评价

⑴ 数学教育评价的要素:教学目标、教学内容、教学方法、教学心理环境、教师行为、

学生行为、教学效果

⑵ 数学教育评价的功能:管理功能、导向功能、调控功能、激发功能、诊断功能

第四章 常用数学公式

一、 函数、导数 1. 函数的单调性

⑴ 设

在在

⑵ 设函数

增函数;若

在某个区间内可导,若

,则在该区间内

。那么

上是增函数; 上是减函数。

,则在该区间内

为减函数

2. 函数的奇偶性(该函数的定义域关于原点对称)

对于定义域内任意的对于定义域内任意的

,都有,都有

,则,则轴对称。

是偶函数; 是奇函数。

奇函数的图象关于原点对称,偶函数的图象关于3. 函数在点处的导数的几何意义

函数

在点

处的导数

是曲线在。

的切线的斜率,相应的切线方程是4. 几种常见函数的导数

(C为常数);

(;

);

; ;

5. 导数的运算法则

6. 幂函数

为奇数,为奇数 为奇数,为偶数 为偶数,为奇数 第一象限图像 7. 求函数

⑴ 如果在⑵ 如果在8. 凹凸函数:设

⑴ 若对任意

减函数 增函数 增函数 偶函数 过定点 的极值的方法:解方程附近的左侧附近的左侧

。当,右侧,右侧

时: ,则,则

是极大值; 是极小值;

奇函数 )

性质 ;

在开区间上存在二阶导数:

,有

,则

上为下凸函数;

⑵ 若对任意,有,则在上为上凸函数;

二、 三角函数、三角变换、解三角形、向量 9. 同角三角函数的基本关系式

10. 正弦、余弦的诱导公式

11. 和角与差角公式

; ;

(辅助角

所在象限由点

的象限

决定,12. 二倍角公式

13. 三角函数的周期

函数

及函数

(为常数,且,)的周期;函数

,,(为常数,且,

)的周期。

14. 三角函数的图像变换:

⑴ 函数

横坐标伸长(

或缩短()到原来的倍,再向左()或向右()

平移的⑵ 函数

个单位,最后纵坐标伸长(倍。

)平移

)或缩短()到原来

向左(

)或缩短(

)或向右

个单位,再横坐标伸长(

到原来的来的

15. 正弦定理

倍,再,最后纵坐标伸长(倍。

)或缩短()到原

16. 余弦定理

;

17. 三角形面积公式

外接圆的半径)

;

18. a与b的数量积(或内积)

19. 向量的坐标运算

⑴ 设

⑵ 设⑶ 设

,,则

,则

; ,

是向量a,b的夹角)

20. 两向量的夹角公式

,

21. 向量的平行与垂直

三、 数列、集合与命题

22. 数列的通项公式与前项的和的关系

(数列

23. 等差数列的通项公式和前项和公式

的前项的和为)

24. 等比数列的通项公式和前项和公式

25. 数列求和常见结论:

();

26. 有个元素的集合,含有个子集,27. 原命题:若则;否命题:若

个真子集。 ;命题的否定:若则

28. 全称量词即“所有”,“全部”,可写作“”;存在量词又称特称量词,写作“”。 四、 不等式

29. 均值不等式

30. 柯西不等式

, (当且仅当=b时取“=”号)

,其中

,当且仅当

31. Jensen不等式

32. 三角不等式:33. 指数不等式:

五、 解析几何与立体几何 34. 直线的五种方程

⑴ 点斜式:⑵ 斜截式:

(直线l过点

时不等式取等号。

,且斜率为k)

(b为直线l在y轴上的截距)

⑶ 两点式:

(直线l过点

,且,

⑷ 截距式:⑸ 一般式:

35. 两条直线的平行和垂直

(、b分别为直线的横、纵截距,(其中A、B不同时为0)

⑴ ⑵

36. 点

到直线

(的距离

37. 角平分线所在直线的方程

,其中

角的大小 38. 圆的三种方程

⑴ 圆的一般方程:⑵ 圆的标准方程:

分别为角的边所在直线的斜率,为原

⑶ 圆的参数方程:39. 两个圆的公共弦所在方程

40. 直线与圆的位置关系

直线

相离,弦长=

与圆

;;

相切

的位置关系有三种:

相交

其中

41. 椭圆、双曲线、抛物线的图形、定义、标准方程、几何性质

椭圆:,离心率,准线,

参数方程是之和等于常数(

)。

,椭圆上的点与两个定点的距离

双曲线:,离心率,准线,

渐近线方程是之差等于常数(

,椭圆上的点与两个定点)。

的距离

抛物线:,焦点,准线,焦半径,过抛

物线焦点的弦长

线的距离。

42. 双曲线的方程与渐近线方程的关系

,抛物线上的点到焦点的距离等于它到准

⑴ 若双曲线方程为。

⑵ 若渐近线方程为双曲线可设为。

⑶ 若双曲线与

在轴上;

有公共渐近线,可设为,焦点

在轴上)

(,焦点

43. 若斜率为的直线与圆锥曲线相交于两点,则弦长公式为

44. 柱体、锥体、球体的侧面积、表面积、体积计算公式

圆柱侧面积=

,表面积=

,体积=

是柱体的底面积,

是柱体的高);圆锥侧面积=是锥体的底面积,

,表面积=,体积=(

是锥体的高);

球的半径是六、 空间几何

45. 平面方程:

⑴ 点法式:

量 ⑵ 一般式:

,则其体积,其表面积

,是平面的法向

上一点

不全为0)

以及平行于平面的两不共线向量

⑶ 参数式:已知平面

和,则有

46. 两平面间的关系:

⑴ ⑵

;(法向量共线但两平面不重合)

⑶ 与的夹角():

47. 直线方程:

⑴ 一般式(交面式):

⑵ 参数式:

⑶ 对称式(标准式):48. 直线与平面的关系:

⑶ 与的夹角():

49. 曲面方程:

⑴ 单叶双曲面:()

⑵ 双叶双曲面:()

⑶ 椭圆抛物面:(),当时,曲面为旋转抛物面

⑷ 双曲抛物面:()

七、 概率统计

50. 平均数、方差、标准差、期望的计算

平均数:

方差:

标准差:期望

51. 回归线方程

,其中

52. 独立性检验:53. 排列数、组合数

排列数公式:,其中,;

组合数公式:54. 二项式定理:

⑴ ⑵ 第⑶ 系

项:数

,其中

(:

⑷ 当的绝对值与1相比很小且

不大时,有,

55. 相对独立事件同时发生的概率56. 正态分布记为

时取最大值。

,其中期望

,方差

,曲线关于直线

对称并在

57. 离散型随机变量的期望与方差的性质:

⑴ 期望反映了离散型随机变量取值的平均水平;方差与标准差反映了离散型随机变量

取值的稳定与波动、集中与离散的程度。

为常数)

常数) ⑷ 设⑸ 若

,则,则

;(为

,;若

服从几何分布,且

,则

八、 复数

58. 复数的除法运算:

,。

59. 复数

的模:

60. 复数之间不能进行大小比较 61. 设一元三次方程

)的三个根分别是

,则有:

⑴ ,,

⑵ 令

当当当

九、 极限与级数 62. 柯西收敛准则:数列

得当

时,有

,其中,

时,方程有一个实根,一对共轭复根; 时,方程有三个实根,其中有一个二重根; 时,方程有三个不等实根。

收敛的充分必要条件是:对于任意

,存在整数,使

63. 极限的定义:

:对于任意,存在正数,当时,有

64. 当时,有,,则有,

65. 函数极限的计算:

⑴ ()其中各函数极限均存在

⑵ 洛必达法则:若函数和满足下列条件:

② 在点

,其;

的某去心邻域内两者均可导,且;

则有

66. 拉格朗日中值定理:如果函数

么在开区间

内至少有一点(

满足在闭区间

)使等式

上连续;在开区间

内可导;那 成立。

67. 正项级数敛散性判断:

⑴ 比较判别法:大收敛推出小收敛,小发散推出大发散 ⑵ 比值与根值判别法:

若;

⑶ 与级数比较:设,当时收敛,当时

发散。

68. 交错级数的敛散性(莱布尼茨判别法):设交错级数

满足

余项

,则收敛,且其和,

69. 幂级数收敛半径及收敛域:

设幂级数

,则有

⑴ 若⑵ 判断⑶ 若该级数在

,则其收敛半径为

处的敛散性;

处收敛,则其收敛域为

处收敛,则其收敛域为处都收敛,则其收敛域为

;若该级数在;若该级数在。

十、 矩阵、线性空间与线性变换

70. 矩阵的转置:

⑴ 对于

阵⑵ 若

阶实矩阵

,若满足

为,则称

或的转置;

为对称矩阵;若

阶方阵

(为单位矩阵),则矩

称为正交矩阵,其中阶方阵

满足,则称

为反对称矩阵,反对称矩阵对角线上的元素必为0;

⑶ 转置的运算规律:

71. 齐次线性方程组的解空间的维数=方程组系数矩阵的列数-系数矩阵的秩

72. 特征值和特征向量:

⑴ 给定矩阵

为矩阵

,若存在一个非零向量的特征值,

为矩阵

和实数

,满足

,则称

的特征向量。

的属于特征值

⑵ 任意矩阵所有特征值的和等于该矩阵对角线元素之和;所有特征值的乘积等于该矩

阵的行列式的值。 ⑶ 若同阶矩阵

的特征值相同,则有

等价于

73. 非异矩阵:若阶矩阵的行列式不为零,即,则称为非奇异矩阵或满秩矩阵,

否则称为奇异矩阵或降秩矩阵。 74. 相似、合同:

⑴ 相似:

非异矩阵

,使得

,则有

相似于

⑵ 相似的判断:相同的特征值、迹(自左上到右下的主对角线的和)、行列式的值相同 ⑶ 合同:

非异矩阵

,使得

,则有

合同。

⑷ 合同的判断:正、负特征值的个数相等 75. 线性空间:

⑴ 柯西

布涅科夫斯基不等式:设

,当且仅当

本身与

都是

是欧式空间,

,则

线性相关时,等号才成立

的平凡子空间,而

的其他

的子空间,称之为

子空间称为非平凡子空间。 ⑶ 设

是线性空间

的两个子空间,则

76. 施密特正交化法:

对令

维欧式空间

的任一组基

即为

的一组标准正交基。

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