初中数学图形与几何课标解读(共21页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上讲 座(数学)题目: 初中数学图形与几何课标解读 专心-专注-专业目 录初中数学图形与几何课标解读一、删除和增加的内容(一)删除的内容:1.图形的认识(1)关于梯形、等腰梯形的相关要求(2)探索并了解圆与圆的位置关系(3)关于影子、视点、视角、盲区等内容,以及对雪花曲线和莫比乌斯带等图形的欣赏等2.图形与变换关于镜面对称的要求3.图形与证明等腰梯形的性质和判定定理(二)增加的内容增加的内容包括两个部分,一是必学内容,一是选学内容1.必学内容:(1)会比较线段的长短,理解线段的和、差,以及线段中点的意义(2)了解平行于同一条直线的两条直线平行(3)会按照边长的关系和角的
2、大小对三角形进行分类(4)了解并证明圆内接四边形的对角互补(5)了解正多边形的概念及正多边形与圆的关系(6)过一点作已知直线的垂线(7)已知一直角边和斜边作直角三角形(8)作三角形的外接圆、内切圆(9)作圆的内接正方形和正六边形2.选学内容:(1)了解平行线性质定理的证明(2)探索并证明垂径定理:垂直于弦的直径平分弦以及弦所对的两条弧(3)探索并证明切线长定理:过圆外一点所画的圆的两条切线长相等(4)了解相似三角形判定定理的证明二、具体内容分析关于第三学段,传统内容主要是运用演绎推理的方法、依据扩大的公理化体系证明一些平面图形的性质。课程标准(2011年版)把以“图形的认识、图形与变换、图形与
3、坐标、图形与证明”四条线索展开空间与图形的课程内容调整为“图形的性质、图形的变化、图形与坐标”三个部分,其中“图形的性质”基本上是整合了上述的第一和第四部分,这样的表述中使“图形的认识” 能够与“图形的概念和命题”有机结合,形成一个完整的认识过程。总体上看,图形与几何领域的内容设置充分体现了课程目标的要求,即以图形为载体,培养学生的空间观念、推理能力,使学生更好地认识和描述我们生存的现实空间,运用几何语言和知识进行交流,分析并解决现实世界中的问题。与过去的内容相比,“图形与几何”领域的内容结构与具体的内容及要求都有较大的变化。大量使用“探索性质”这样的句型,要求学生在“做数学”的活动中,通过自
4、主探索知识和掌握图形性质,积累数学活动的经验,发展空间观念和推理能力。同时,还大力提倡“动手实验、自主探索、合作交流”的学习方式。削弱了以演绎推理为主要形式的定理证明,删去了大量繁难的几何证明题,淡化几何证明的技巧,降低了论证过程形式化的要求和证明的难度。第三学段“图形与几何”的课程内容,分为图形的性质、图形的变化、图形与坐标三个部分。(一)图形的性质包括9个基本事实,探索并证明一些基本图形的性质,以及基本作图和定义、命题、定理等内容。1.关于“点、线、面、角”这部分内容主要介绍了一些最基本的概念,是研究图形性质的基础。这里,有两点应当予以注意:一是“比较线段的大小”“比较角的大小”,在运用图
5、形运动的方法研究图形性质时会有所应用;二是“会对度、分、秒进行简单的换算,并会计算角的和、差”,课程标准(2011年版)不要求进行角的倍、分的计算。2.关于“相交线与平行线”(1)两条直线的位置关系有相交、平行两种,课程标准(2011年版)没有把两条直线重合作为第三种位置关系。(2)两条直线互相垂直,是两条直线相交的特殊位置关系。这里,不仅有特殊与一般的关系,而且还蕴涵着数量变化与位置关系变化的内在联系两直线相交所成角的大小成为特殊值(900)时,两直线的位置关系就是特殊的相交(垂直)。(3)“两条直线相交,只有一个交点”, 课程标准(2011年版)既没有把这个显然的结论作为基本事实(若作为基
6、本事实,它与基本事实(1)不独立),也没有要求根据基本事实(1)用反证法加以证明。(4)需要指出:课程标准(2011年版)没有把“两直线平行,同位角相等”作为基本事实,而把它作为平行线性质定理。这样处理一是为了减少“基本事实”的个数,二是避免学生产生难以证明的结论就可以作为“基本事实”的误解。这个定理的证明要运用反证法完成(参见课程标准(2011年版)附录2例59),只要求学生“了解”。(5)识别同位角、内错角、同旁内角,是研究平行线的基础。这里,重要的不是在复杂图形中识别同位角、内错角、同旁内角的训练,而是引导学生感受同位角、内错角、同旁内角的大小关系(数量关系)与两直线是否平行(位置关系)
7、的内在联系。3.关于“三角形”(1)三角形内角和定理是一个十分重要的定理。第二学段要求学生“了解三角形内角和是1800”,第三学段则应在此基础上注重用演绎推理的方法证明这个结论。(2)课程标准(2011年版)表述判定三角形全等的三个基本事实,使用了对应边或角“分别”相等(不用“对应”相等)的表述方式,这是因为“对应相等”的意义难以给出明确定义,又可能与全等三角形的对应边、对应角混淆。另外,“两角分别相等且其中一组等角的对边相等的两个三角形全等(AAS)”的表述中,特别指出“一组等角的对边相等”,是为了避免理解这个定理时可能发生歧义。(3)线段垂直平分线、角平分线、等腰三角形的性质定理,可以通过
8、图形的轴对称获得猜想,然后再运用三角形全等证明。这种获得猜想的过程有助于学生找到证明的思路。(4)关于直角三角形的性质,课程标准(2011年版)只要求探索并掌握“直角三角形的两个锐角互余”“直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半”这两个定理,没有把“直角三角形中300角所对的边等于斜边的一半”作为定理;关于直角三角形的判定,除“两个角互余的三角形是直角三角形”和勾股定理的逆定理外,不要求证明其他的判定方法(比如,若一个三角形一边上的中线等于这边的一半,则这个三角形是直角三角形)。(5)关于三角形的“心”, 课程标准(2011年版)要求“了解”三角形的重心,“知道”三角形的内心、外心,会“作三角形
9、的外接圆、内切圆”,不要求再做进一步的延伸(比如,三角形的重心把中线分成的两条线段之比为2:1等);课程标准(2011年版)不要求介绍三角形的“垂心”的概念。4.关于“四边形”(1)运用归纳的方法可以得到多边形的外角和公式。多边形的外角和公式与三角形的内角和定理之间有着密切的联系:由三角形内角和定理,可以推导出多边形内角和公式,进而推导出多边形的外角和等于3600的结论;也可以先推出多边形的外角和等于3600的结论,然后得到多边形内角和公式、三角形内角和定理。(2)“理解平行四边形、矩形、菱形、正方形的概念,以及它们之间的关系”,这种“关系”是特殊与一般的关系,即图形越来越特殊,它的性质就越来
10、越多,判定它需要的条件也越来越多,这对于研究平行四边形、矩形、菱形、正方形的性质和判定有着重要的作用。这部分知识像链条一样环环紧扣,这条“知识链”不仅蕴涵着“一般和特殊”的思想,而且也是引导学生感悟“分类”思想的好素材。(3)四边形与三角形有着紧密的联系,研究四边形性质常常借助三角形的有关知识。但是,四边形与三角形有一个本质的差异:四边形不具有稳定性,三角形具有稳定性。如果不重视这种差异,就会给理解和掌握相关的知识带来困难。比如,学生常常不能正确掌握正多边形的定义,其原因就在于边数大于或等于4的多边形不具有稳定性,由各边相等不能推出各个角相等,所以必须定义“各边相等、各角相等的多边形叫做正多边
11、形”;而三角形具有稳定性,由三边相等可以推出三个角相等,所以只需定义“各边相等的三角形叫做正三角形”。(4)平行四边形、矩形、菱形、正方形的性质定理和判定定理,除课程标准(2011年版)列出的条目外,不要求增加其他的判定定理(如“一组对边平行、一组对角相等的四边形是平行四边形”等)。平行四边形中的数学思想方法一、分类讨论思想当某个问题有多种可能时,应将所有的情况逐一写出来,再进行讨论,决定取舍,例如:已知a=5cm,b=10cm,c=20cm,以其中两条对角线,另一条为一边,能作出几个不同的平行四边形呢?就是要运用分类讨论的思想,进行分情况来讨论解决例1把边长为3cm,5cm和7cm的两个三角
12、形拼成一个四边形,一共能拼成几种不同的四边形?其中有几种是平形四边形?分析:由于要拼成四边形,故两个三角形一定有两条边重合在一起,这条重合的边即为四边形的对角线因此找出问题的突破口,分三种情况讨论不难得出正确的答案(1)以3cm长的边为对角线,有两种拼法,得到两个四边形中有一个是平行四边形如图1(1)所示:(2)以7cm长的边为对角线,也有两种拼法,得到两个四边形,其中有一个平行四边形如图所示1(2):(3)以5cm长的边为对角线,也有两种拼法,得到两个四边形,其中也有一个是平行四边形,如图所示1(3):答:总共拼成6种不同的四边形,其中有3种是平行四边形图1(3)图1(2)图1(1)二、构造
13、思想学了平行四边形后,有不少题目,利用根据所给图形的形状及特点通过添加辅助线构造平行四边形,然后利用平行四边形的性质使问题得到解决例2已知:ABC中,AB=AC,E是AB上一点,F是AC延长线上一点,BE=CF,EF交BC于D,请问:DE与DF有何等量关系?理由如下:如2,过E作EMAC交BC于M,连EC、MF,AB=AC,B=ACB,又ACB=EMB,B=EBM,则BE=EM,BE=CF,EM=CF,则四边形EMFC为平行四边形,ABCEMDF图2DE=DFMABEFDCGH图3例3如3,正方形ABEF和ACGH在ABC外侧,M是BC边的中点试说明:FH=2AM证明:以AB、AC为边作一 A
14、BCD,连MD,M为BC中点,则AM=DM,在 FAH和ABD中,AB=AF,BD=AC=AH,ABD=180BAC,FAH=360FABCAHBAC=180BAC,ABD=FAH,ABDFAH,故FH=AD=2AM三、转化(变换)思想体现最为突出的是将梯形问题转化为三角形、平行四边形问题来解决,而这种转化又通常是利用平移、旋转引辅助线来实现的例4如图4所示:已知六边形ABCDEF的6个内角均为120,CD2cm,BC8cm,AB8cm,AF=5cm,试求此六边形的周长分析:分别求出六条边的长度,再求六边形的周长显然不可能,从图中可以发现AF分别绕A点,F点旋转60后分别与BA,EF在同一直线
15、上同理DC分别绕D,C旋转60后,分别与ED,BC在同一直线上,如图所示,得到一个平行四边形EMBN,MFA与DCN都为等边三角形,所以六边形的周长应等于平行四边形的周长减去AF+DC解:由已知可得MN60,又BE120所以ENMB,EMNB,所以四边形MBNE为平行四边形又因为图4AMF,CDN为等边三角形所以MA=AFMF5cm,CDCNDN2cmMBEN8+513cm,MEBN8+210cm故ED13-211cm,EFME-MF10-55cm得六边形的周长为8+8+2+11+5+539cm四、归纳探索思想例5如图5,ABC中ABAC,点P在BC上任一点,PEAC,PFAB分别交AB,AC
16、于E、F,图5试问线段PE,PF,AB之间有什么关系?试证明你的结论分析:对于由给定条件寻求结论的这类探索性问题,其解题思路一般是从给的条件出发探索、归纳、猜想出结论,然后对猜想的结论进行证明答:由线段PE,PF,AB之线段长度,不难得出三线段之间的关系为PE+PFAB证明:PEAC EPBC又ABAC BCEPBB PEEBPEAC PFAB 四边形AEPF是平行四边形 PFAE由+得PE+PFEB+AE,即PE+PFAB五、实际应用思想例6如图6,田村有一口呈四边形的池塘,在它的四个角A、B、C、D处均有一棵大核桃树,田村准备开挖池塘养鱼,想使池塘面积扩大一倍,又想保持核桃树不动,并要求扩
17、建后的池塘为平行四边形,请问田村能否实现这一设想,若能,请你画出图形,若不能,请说明理由(画图要留下痕迹,不写作法)图6分析:由平行四边形的特征可知,四棵树应在平行四边形的边上,面积要扩大一倍,则把BOA、BOC、COD、AOD的面积扩一倍即可,分别过点B,点D作AC的平行线;过点A,点C分别BD的平行线,不难证明四边形ABCD就是符合条件的平行四边形的池塘答:能,画法如图(5)三角形的中位线定理的探索和证明,可以完整地展示“合情推理提出猜想演绎推理”的过程,引导学生经历这样的过程,有利于他们体会两种推理功能不同,但相辅相成。三角形中位线定理的教学问题:怎样把一个三角形纸片剪成两部分,使分成的
18、两部分能拼成一个平行四边形?操作:1.沿ABC的中位线DE将ABC剪成两部分 2.将ADE绕点E旋转180到CFE的位置。BCFED是四边形吗?如果是,它是怎样的四边形?运用图形的运动方法探索并得到猜测:因为DE绕点E旋转180到EF,所以DEF是一条直线,所以BCFED是四边形。因为图形的旋转不改变图形的大小,所以CF=AD,DAC=FCA,于是CFAD,可知四边形BCFD 是平行四边形。于是DFBC,DF=BC,可知 DE= BC。运用演绎推理证明上述结论:延长DE到点F,使EF=DE,连结FC .可证AEDCEF ,得CF=AD,CFAD.再证四边形BCFD 是平行四边形,可得DEBC,
19、 DE= BC明晰结论:三角形的中位线平行于第三边,并且等于它的一半。不难看出,上述演绎推理的思路源于图形的旋转变换。5.关于“圆”(1)课程标准(2011年版)把“探索并证明垂径定理”“探索并证明切线长定理”作为选学内容,主要是出于控制教学和考试难度的考虑,同时又为学有余力的学生提供了进一步学习的空间。这两个定理的探索和证明过程,同样可以展示合情推理和演绎推理相辅相成的过程。课程标准(2011年版)要求“了解圆周角定理及其推论的证明”,这个定理的证明需要对图形的位置关系进行分类,这在几何定理的证明中并不多见。(2)点与圆的位置关系、直线与圆的位置关系,比较典型地体现了“形”与“数”的内在联系
20、图形的位置关系确定了相应的数量关系,反之亦然。这样的课程内容,有关的结论固然重要,但更重要的是其中蕴涵的数形结合的思想。(3)关于“探索切线与过切点的半径的关系”, 课程标准(2011年版)只要求知道这种关系,并“会用三角尺过圆上一点画圆的切线”,没有把圆的切线的性质和判定作为定理。(4)对于“正多边形与圆的关系”, 课程标准(2011年版)只要求知道通过等分圆周可以作正多边形,并且只要求“作圆的内接正方形和正六边”,不要求进行有关半径、(半)边长、弦心距三者之间的有关计算;对于“正多边形的概念”,要防止“正三角形”的概念对“正多边形”概念教学的负迁移。6.关于“尺规作图”(1)用尺规作一条线
21、段等于已知线段、作一个角等于已知角,是完成其他尺规作图(如作三角形、作圆)的基础。(2)像证明要做到“言必有据”一样,课程标准(2011年版)要求“在尺规作图中,理解作图的道理,保留作图的痕迹”,即作图也要做到有根有据。课程标准(2011年版)的这种要求有助于发展学生的理解精神,应当予以重视。不同的尺规作图,其“道理”可能是一样的。比如,用尺规作一个角的平分线、过一点作已知直线的垂线、做线段的垂直平分线,这三者本质上没有区别:作图过程都是构造等腰三角形,“道理”都是线段垂直平分线的判定(或者说是等腰三角形的性质)。尺规作图与图形的判定有着本质的联系。比如,已知三边、两边及其夹角、两角及其加边,
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- 初中 数学 图形 几何 解读 21
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