2018教师资格证数学学科知识与教学能力(高中数学)考试-备考知识点资料.pdf

一、一、 课程知识课程知识 1.1. 高中高中数学课程的地位和作用数学课程的地位和作用 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。 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。 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。 高中数学是学习高中物理、化学等其他课程的基础。 2.2. 高中数学高中数学课程课程的基本理念：的基本理念： 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 3.3. 高中数学高中数学课程课程的目标：的目标： 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。 三维目标：知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观 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。 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 力 4.4. 高中数学高中数学课程的内容结构：课程的内容结构： 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） 选修课程（每模块 2 学分，36 学时；每专题 1 学分，18 学时） ： 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） 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） 选修系列 3（6 个专题） 选修系列 4（10 个专题） 5.5. 高中数学课程高中数学课程的主线：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。 6.6. 教学教学建议：建议： 以学生发展为本，指导学生合理选择课程、制定学习计划 帮助学生打好基础，发展能力： 强调对基本概念和基本思想的理解和掌握 重视基本技能的训练 与时俱进地审视基础知识与基本能力 注重联系，提高对数学整体的认知 注重数学知识与实际的联系，发展学生的应用意识和能力 关注数学的文化价值，促进学生科学观的形成 改善教与学的方式，使学生主动地学习 恰当运用现代信息技术，提高教学质量 7.7. 评价建议评价建议： 重视对学生数学学习过程的评价 正确评价学生的数学基础知识和基本能力 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） 实施促进学生发展的多元化评价（尊重被评价对象） 根据学生的不同选择进行评价 二、二、 教学知识教学知识 1.1. 教学原则教学原则 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” ） 2.2. 教学过程教学过程 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） 3.3. 教学方法教学方法 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） 讨论法：体现“学生是学习的主体”的特点。 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 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。 4.4. 概念教学概念教学 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。 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”） 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 “ = ”） 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） 5.5. 命题教学命题教学：整体性策略整体性策略（旨在（旨在加强命题知识的横加强命题知识的横、纵纵向向联系联系） 、准备性策略、准备性策略（教学实施（教学实施 之之 前）前） 、问题性策略、问题性策略（激发学生（激发学生的积极性的积极性） 、情境化教学、过程性策略（暴露情境化教学、过程性策略（暴露命题产命题产 生于证明的生于证明的“所以然”过程） 、“所以然”过程） 、产生式策略（变式练习）产生式策略（变式练习） 6.6. 推理教学推理教学 推理的结构：任何推理都是由前提和结论两部分组成的 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） 7.7. 问题解决教学问题解决教学 数学问题的设计原则：可行性原则、渐进性原则、应用性原则 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） 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） 8.8. 学习方式学习方式：自主自主学习、探究学习、合作学习学习、探究学习、合作学习 三、三、 教学技能教学技能 1.1. 教学教学设计设计 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。 教学设计与教案的关系： 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。 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。 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。 数学课堂教学设计的意义： 使课堂教学更规范、操作性更强 使课堂教学更科学 使课堂教学过程更优化 数学课堂教学设计的基本要求： 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 适应学生的学习心理和年龄特征 重视课程资源的开发和利用 注重预设与生成的辩证统一 辩证认识和处理教学中的多种关系 整体把握教学活动的结构 数学教学设计的准备： 认真学习新课标，了解当前我国数学课程的目标要求 全面关注学生需求 认真研读数学教材和参考书，领悟编写意图 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 制定学期教学计划、单元教学计划 教材分析 分析和处理教材是教学设计的基本环节和核心任务 整体系统的观念用教材 理解教材的编排意图 突出教材的重点和难点 学情分析 分析学生原有的认知基础 分析学生的个体差异 了解学生的生理、心理 了解学生对本学科学习方法的掌握情况 分析学习知识时可能要遇到的困难 制定合理教学目标的要求 反映学科特点，体现内容本质 要有计划性，可评价性 格式要规范，用词要考究 要全面，不能“重知轻思”、“重知轻情”等 注意教学目标的层次性（记忆、理解、探究） 要实在具体，不浮华 教学反思 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 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 教学设计的撰写： 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） 学情分析 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 教学理念 教学策略 教学环境 教学过程 教学反思 2.2. 教学教学实施实施 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 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 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 学生活动： 学生活动体现了学生在学习中的主体地位 作为教学环节之一的“学生活动”是意义建构的组成部分 学生活动的目的是促进学生的理解 从总体上说，学生活动必须是思维活动 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 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 3.3. 教学教学评价评价 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 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 四、四、 常用数学公式常用数学公式 1. 函数、导数函数、导数 1) 函数的单调性 设1、2 , 且1 0，则在该区间内 为增函数；若 0，右侧 0 0，则 在I上为下凸函数； 若对任意 I，有“ 0）的周期T = 2 ；函数 = tan + ， + 2， Z （，为常数，且A 0， 0）的周期T = 。 6) 三角函数的图像变换： 函数 = sin + ， R即 =sin横坐标伸长 （0 0）或向右（ 1）或缩短（0 1）或缩短（0 0, 0 lg lg 5. 解析几何解析几何与立体与立体几何几何 1) 直线的五种方程 点斜式： 0= 0 （直线l过点 0,0 ，且斜率为k） 斜截式： = + （b 为直线l在 y 轴上的截距） 两点式： 1 21 = 1 21（直线l 过点 1,1 2,2 ，且1 2，1 2） 截距式： + = 0（、b 分别为直线的横、纵截距，, 0） 一般式： + + = 0（其中 A、B 不同时为 0） 2) 两条直线的平行和垂直 若1：y = 1 + 1，2：y = 2 + 2 12 1=2，1 2； 1 2 12= 1 3) 点 0,0 到直线： + + = 0（的距离 d = 0+ 0 + 2+2 4) 角平分线所在直线的方程 tan = 1 1+1 = 2 1+2，其中1、2分别为角的边所在直线的斜率，2为原角的大小 5) 圆的三种方程 圆的一般方程：2+ 2+ D + + = 0 2+ 2 4 0 圆的标准方程： 2+ 2= 2 圆的参数方程： = + cos = + sin 6) 两个圆的公共弦所在方程 2 + 2+ D1 + 1 + 1 2+ 2+ D2 + 2 + 2 = 0 7) 直线与圆的位置关系 直线： + + = 0与圆 2+ 2= 2的位置关系有三种： d 相离 0 ，2 2= 2，离心率 = 0 ，2 2= 2，离心率 = 1，准线 = 2 ，渐近 线方程是 2 2 = 2 2，椭圆上的点与两个定点1 ,0 、2 ,0 的距离之差等于常 数（2） 。 抛物线：2= 2，焦点 2 ,0 ，准线 = 2，焦半径 PF = 0 + 2，过抛物线焦点的弦 长 AB = 1+ 2+ ，抛物线上的点到焦点的距离等于它到准线的距离。 9) 双曲线的方程与渐近线方程的关系 若双曲线方程为 2 2 2 2 = 1 2 2 2 2 = 0 = 。 若渐近线方程为 = = 0 双曲线可设为 2 2 2 2 = 。 若双曲线与 2 2 2 2 = 1有公共渐近线， 可设为 2 2 2 2 = （ 0， 焦点在轴上； 0） 椭圆抛物面： 2 + 2 = 2（, 0） ，当 = 时，曲面为旋转抛物面 双曲抛物面： 2 2 = 2（, 0） 7. 概率统计概率统计 1) 平均数、方差、标准差、期望的计算 平均数： = 1+2+ 方差：2= 1 1 2+ 2 2+ + 2 标准差：s = 1 1 2+ 2 2+ + 2 期望 2) 回归线方程 = + b，其中b = =1 2 =1 = =1 2 2 =1 ， = 3) 独立性检验：2= 2 + + + + 4) 排列数、组合数 排列数公式： = 1 + 1 = ! !，其中 = !， 0 = 1； 组合数公式： = = ! ! !，其中 = 0 = 1 5) 二项式定理： + = 00 + 111 + + + + 0 第r + 1项：+1= （0 r ，r Z） 系数和： 0 + 1 + + = 2， 0 + 2 + 4 + = 1 + 3 + 5 + = 21 当的绝对值与 1 相比很小且不大时，有 1 + 1 + ， 1 1 6) 相对独立事件同时发生的概率P = 7) 正态分布记为N ,2 ，其中期望E = ，方差D = 2，曲线关于直线 = 对 称并在 = 时取最大值。 8) 离散型随机变量的期望与方差的性质： 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。 E = 11+ 22+ + ；E = （为常数） D = 1 E 21+ 2 E 22+ + E 2；D = 0（为常数） 设 = + b，则E = E + b，D = 2D，D = E2 E 2 若B , ，则E = ，D = 1 ；若服从几何分布，且P = = , ，则E = 1 ，D = 1 2 。 8. 复数复数 1) 复数的除法运算： + + = + + = + + 2+ 2 2) 复数z = + 的模： = + = 2+ 2 3) 复数之间不能进行大小比较 4) 设一元三次方程3+ 2+ c + = 0（ 0）的三个根分别是1,2,3，则有： 1+ 2+ 3= ，12 + 23+ 13= ，123 = 令= 2 2 + 3 3 ，其中p = 32 32 ，q = 2729+23 273 当 0时，方程有一个实根，一对共轭复根； 当= 0时，方程有三个实根，其中有一个二重根； 当 0，存在整数N 0，使 得当n，m 时，有 0， 存在正数， 当0 0，当p 1时收敛，当p 1时发散。 7) 交错级数的敛散性（莱布尼茨判别法） ：设交错级数 1 1 =1 满足 +1， n N 1；lim 1= 0， 则 1 1 =1 收敛， 且其和0 1 1 =1 1，余项 +1。 8) 幂级数收敛半径及收敛域： 设幂级数 0 =0 ，则有 若lim +1 = ，则其收敛半径为R = 1 ，0 + 0， = + +， = 0 ； 判断 0 =0 在 0= R处的敛散性； 若该级数在 0= R处收敛，则其收敛域为 R + 0,R + 0 ；若该级数在 0= R处收敛，则其收敛域为 R+ 0,R + 0 ；若该级数在 0= R处都 收敛，则其收敛域为 R + 0,R + 0 。 10. 矩阵矩阵、线性空间与线性变换、