图形与几何主线分析

一、基本内容与要求分析

（一）图形的性质

1．点、线、面、角

（1）通过实物和具体模型，了解从物体抽象出来的几何体、平面、直线和点等（参见例59）。

（2）会比较线段的长短，理解线段的和、差，以及线段中点的意义。

（3）掌握基本事实：两点确定一条直线。

（4）掌握基本事实：两点之间线段最短。

（5）理解两点间距离的意义，能度量两点间的距离。

（6）理解角的概念，能比较角的大小。

（7）认识度、分、秒，会对度、分、秒进行简单的换算，并会计算角的和、差。

2．相交线与平行线

（1）理解对顶角、余角、补角等概念，探索并掌握对顶角相等、同角（等角）的余角相等，同角（等角）的补角相等的性质。

（2）理解垂线、垂线段等概念，能用三角尺或量角器过一点画已知直线的垂线。

（3）理解点到直线的距离的意义，能度量点到直线的距离。

（4）掌握基本事实：过一点有且只有一条直线与已知直线垂直。

（5）识别同位角、内错角、同旁内角。

（6）理解平行线概念；掌握基本事实：两条直线被第三条直线所截，如果同位角相等，那么两直线平行。

（7）掌握基本事实：过直线外一点有且只有一条直线与这条直线平行。

（8）掌握平行线的性质定理：两条平行直线被第三条直线所截，同位角相等。 *了解平行线性质定理的证明（参看例60）。

（9）能用三角尺和直尺过已知直线外一点画这条直线的平行线。

（10）探索并证明平行线的判定定理：两条直线被第三条直线所截，如果内错角相等（或同旁内角互补），那么两直线平行；平行线的性质定理：两条平行直线被第三条直线所截，内错角相等（或同旁内角互补）。

（11）了解平行于同一条直线的两条直线平行。 

3．三角形

（1）理解三角形及其内角、外角、中线、高线、角平分线等概念，了解三角形的稳定性。

（2）探索并证明三角形的内角和定理。掌握它的推论：三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和。证明三角形的任意两边之和大于第三边。

（3）理解全等三角形的概念，能识别全等三角形中的对应边、对应角。

（4）掌握基本事实：两边及其夹角分别相等的两个三角形全等（参见例61）。

（5）掌握基本事实：两角及其夹边分别相等的两个三角形全等（参见例61）。

（6）掌握基本事实：三边分别相等的两个三角形全等。

（7）证明定理：两角及其中一组等角的对边分别相等的两个三角形全等。

（8）探索并证明角平分线的性质定理：角平分线上的点到角两边的距离相等；反之，角的内部到角两边距离相等的点在角的平分线上。

（9）理解线段垂直平分线的概念，探索并证明线段垂直平分线的性质定理：线段垂直平分线上的点到线段两端的距离相等；反之，到线段两端距离相等的点在线段的垂直平分线上。

（10）了解等腰三角形的概念，探索并证明等腰三角形的性质定理：等腰三角形的两底角相等；底边上的高线、中线及顶角平分线重合。探索并掌握等腰三角形的判定定理：有两个角相等的三角形是等腰三角形。探索等边三角形的性质定理：等边三角形的各角都等于60°，及等边三角形的判定定理：三个角都相等的三角形（或有一个角是60°的等腰三角形）是等边三角形。

（11）了解直角三角形的概念，探索并掌握直角三角形的性质定理：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。掌握有两个角互余的三角形是直角三角形。

（12）探索勾股定理及其逆定理，并能运用它们解决一些简单的实际问题。

（13）探索并掌握判定直角三角形全等的“斜边、直角边”定理。

（14）了解三角形重心的概念。

4．四边形

（1）了解多边形的定义，多边形的顶点、边、内角、外角、对角线等概念；探索并掌握多边形内角和与外角和公式。

（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；了解四边形的不稳定性。

（3）探索并证明平行四边形的性质定理：平行四边形的对边相等、对角相等、对角线互相平分；探索并证明平行四边形的判定定理：一组对边平行且相等的四边形是平行四边形；两组对边分别相等的四边形是平行四边形；对角线互相平分的四边形是平行四边形。

（4）了解两条平行线之间距离的意义，能度量两条平行线之间的距离。

（5）探索并证明矩形、菱形、正方形的性质定理：矩形的四个角都是直角，对角线相等；菱形的四条边相等，对角线互相垂直；以及它们的判定定理：三个角是直角的四边形是矩形，对角线相等的平行四边形是矩形；四边相等的四边形是菱形，对角线互相垂直的平行四边形是菱形。正方形具有矩形和菱形的一切性质（参见例62）。

（6）探索并证明三角形的中位线定理。

5．圆

（1）理解圆、弧、弦、圆心角、圆周角的概念，了解等圆、等弧的概念；探索并了解点与圆的位置关系。

（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）探索圆周角与圆心角及其所对弧的关系，了解并证明圆周角定理及其推论：圆周角的度数等于它所对弧上的圆心角度数的一半；直径所对的圆周角是直角；90°的圆周角所对的弦是直径；圆内接四边形的对角互补。

（4）知道三角形的内心和外心。

（5）了解直线和圆的位置关系，掌握切线的概念，探索切线与过切点的半径的关系，会用三角尺过圆上一点画圆的切线。 

（6）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（参见例63）。

（7）会计算圆的弧长、扇形的面积。

（8）了解正多边形的概念及正多边形与圆的关系。

6．尺规作图 

（1）能用尺规完成以下基本作图：作一条线段等于已知线段；作一个角等于已知角；作一个角的平分线；作一条线段的垂直平分线；过一点作已知直线的垂线。

（2）会利用基本作图作三角形：已知三边、两边及其夹角、两角及其夹边作三角形；已知底边及底边上的高线作等腰三角形；已知一直角边和斜边作直角三角形。

（3）会利用基本作图完成：过不在同一直线上的三点作圆；作三角形的外接圆、内切圆；作圆的内接正方形和正六边形。

（4）在尺规作图中，了解作图的道理，保留作图的痕迹，不要求写出作法。

7．定义、命题、定理 

（1）通过具体实例，了解定义、命题、定理、推论的意义。

（2）结合具体实例，会区分命题的条件和结论，了解原命题及其逆命题的概念。会识别两个互逆的命题，知道原命题成立其逆命题不一定成立。

（3）知道证明的意义和证明的必要性（参见例75），知道证明要合乎逻辑（参见例64），知道证明的过程可以有不同的表达形式，会综合法证明的格式。

（4）了解反例的作用，知道利用反例可以判断一个命题是错误的。

（5）通过实例体会反证法的含义。

（二）图形的变化

1．图形的轴对称

（1）通过具体实例了解轴对称的概念，探索它的基本性质：成轴对称的两个图形中，对应点的连线被对称轴垂直平分（参见例65）。

（2）能画出简单平面图形（点，线段，直线，三角形等）关于给定对称轴的对称图形。

（3）了解轴对称图形的概念；探索等腰三角形、矩形、菱形、正多边形、圆的轴对称性质。

（4）认识并欣赏自然界和现实生活中的轴对称图形。

2．图形的旋转

（1）通过具体实例认识平面图形关于旋转中心的旋转。探索它的基本性质：一个图形和它经过旋转所得到的图形中，对应点到旋转中心距离相等，两组对应点分别与旋转中心连线所成的角相等（参见例65）。

（2）了解中心对称、中心对称图形的概念，探索它的基本性质：成中心对称的两个图形中，对应点的连线经过对称中心，且被对称中心平分。

（3）探索线段、平行四边形、正多边形、圆的中心对称性质。

（4）认识并欣赏自然界和现实生活中的中心对称图形。

3．图形的平移

（1）通过具体实例认识平移，探索它的基本性质：一个图形和它经过平移所得的图形中，两组对应点的连线平行（或在同一条直线上）且相等（参见例65）。

（2）认识并欣赏平移在自然界和现实生活中的应用。

（3）运用图形的轴对称、旋转、平移进行图案设计。

4．图形的相似

（1）了解比例的基本性质、线段的比、成比例的线段；通过建筑、艺术上的实例了解黄金分割。

（2）通过具体实例认识图形的相似。了解相似多边形和相似比。

（3）掌握基本事实：两条直线被一组平行线所截，所得的对应线段成比例。

（4）了解相似三角形的判定定理：两角分别相等的两个三角形相似；两边成比例且夹角相等的两个三角形相似；三边成比例的两个三角形相似。 *了解相似三角形判定定理的证明。

（5）了解相似三角形的性质定理：相似三角形对应线段的比等于相似比；面积比等于相似比的平方。

（6）了解图形的位似，知道利用位似可以将一个图形放大或缩小。

（7）会利用图形的相似解决一些简单的实际问题（参见例75）。

（8）利用相似的直角三角形，探索并认识锐角三角函数（sin A，cos A，tan A），知道30°，45°，60°角的三角函数值。

（9）会使用计算器由已知锐角求它的三角函数值，由已知三角函数值求它的对应锐角。

（10）能用锐角三角函数解直角三角形，能用相关知识解决一些简单的实际问题。

5．图形的投影 

（1）通过丰富的实例，了解中心投影和平行投影的概念。

（2）会画直棱柱、圆柱、圆锥、球的主视图、左视图、俯视图，能判断简单物体的视图，并会根据视图描述简单的几何体。

（3）了解直棱柱、圆锥的侧面展开图，能根据展开图想象和制作实物模型。

（4）通过实例，了解上述视图与展开图在现实生活中的应用。

 

（三）图形与坐标

1．坐标与图形位置

（1）结合实例进一步体会用有序数对可以表示物体的位置。

（2）理解平面直角坐标系的有关概念，能画出直角坐标系；在给定的直角坐标系中，能根据坐标描出点的位置、由点的位置写出它的坐标。

（3）在实际问题中，能建立适当的直角坐标系，描述物体的位置（参见例66）。

（4）会写出矩形的顶点坐标，体会可以用坐标刻画一个简单图形。

（5）在平面上，能用方位角和距离刻画两个物体的相对位置（参见例67）。

2．坐标与图形运动

（1）在直角坐标系中，以坐标轴为对称轴，能写出一个已知顶点坐标的多边形的对称图形的顶点坐标，并知道对应顶点坐标之间的关系。

（2）在直角坐标系中，能写出一个已知顶点坐标的多边形沿坐标轴方向平移后图形的顶点坐标，并知道对应顶点坐标之间的关系。

（3）在直角坐标系中，探索并了解将一个多边形依次沿两个坐标轴方向平移后所得到的图形与原来的图形具有平移关系，体会图形顶点坐标的变化。

（4）在直角坐标系中，探索并了解将一个多边形的顶点坐标（有一个顶点为原点、有一个边在横坐标轴上）分别扩大或缩小相同倍数时所对应的图形与原图形是位似的。

（四）典型案例分析

例59  从一个侧面为正方形的长方体实物中抽象出长方体、长方形、正方形、线段和顶点。

[说明] 学生在日常生活中见到的物体都是立体的，而在纸上画出的图形都是平面的，这是一类很重要的抽象。特别是把物体表面分解，有利于培养学生的空间观念。

 

例60  证明：两直线平行，则同位角相等。

 http://s9/mw690/003Od640gy6EOluHDcI18&690

图15

 

[说明] 考虑到学生的实际情况，在教学过程中，给出下面证明方法的时间可以酌情处理。

这个证明可以利用反证法完成，一方面使学生了解结论的证明，另一方面可以帮助学生了解反证法。如图15所示，我们希望证明：如果AB∥CD，那么∠1＝∠2。假设∠1≠∠2，过点O作直线A′B′，使∠EOB′＝∠2。根据“两条直线被第三条直线所截，如果同位角相等，那么两直线平行”这个基本事实，可得A′B′∥CD。这样，过点O就有两条直线AB，A′B′平行于CD，这与基本事实“过直线外一点有且仅有一条直线与这条直线平行”矛盾，说明∠1≠∠2的假设是不对的，于是有∠1＝∠2。

     http://s13/mw690/003Od640gy6EOlGyq8Qfc&690

 

 

 

图16-1                      图16-2

如图16-1所示，一个三角形由六个元素构成，即三条边和三个角，因此，两个三角形如果三条边和三个角分别相等，则这两个三角形全等。问题是，最少几个元素就可以确定三角形从而构成全等条件呢？

观察图16-1中的△ABC，如果对图中的边BC“视而不见”，这样，对∠B和∠C也就“视而不见”了（如图16-2），此时△ABC的形状和大小并不改变。这就是说，AB，AC两条边及它们的夹角确定了△ABC的形状和大小，于是可以推断，两边以及这两边的夹角可以确定一个三角形。因此，可以认同“两边及其夹角分别相等的两个三角形全等”这个基本事实。

另外，也可以用图形运动（叠合）的方法确认“两边及其夹角分别相等的两个三角形全等”这个结论。

 

对于基本事实“两角及其夹边分别相等的两个三角形全等”的直

 

        http://s4/mw690/003Od640gy6EOm3W48P53&690 

可以进一步引导学生思考，为什么“三个角分别相等的两个三角形全等”不能成为基本事实。

对于以上事实的认可，也可以从六个元素中的一个出发，即由少到多进行考虑，通过画图探索出需要几个元素即可确定一个三角形。

 

例62  根据性质对平行四边形、矩形、菱形、正方形分类

[说明] 在第一和第二学段都讨论过分类的问题，通过分类有助于学生把握问题本质，了解研究对象的共性与差异。特别是对于几何图形分类，有利于培养几何直观性和思维的层次性。

分类的关键在于确定分类的标准，在不同的标准下可能会有不同的分类结果。一般来说，分类标准可以由粗到细，即由一个特征发展到多个特征（参见例21）。针对本问题把图形分为两类（其中一类可以是空的，在具体教学过程中不出现空集的概念）的标准可以考虑为：对边平行；对边平行且有一个角为直角；对边平行且四条边相等；对边平行、有一个角为直角、四条边相等。还可以通过对角线建立分类标准，等等。在具体教学过程中，可以启发学生想象，也可以做出实物让学生操作。

 

例63  探索并了解：过圆外一点所画的圆的两条切线的长相等。

[说明] 通过探索和了解此结论的证明，帮助学生体验发现结论到验证结论的过程。

教学中可以参考安排如下的过程：

http://s12/mw690/003Od640gy6EOmXKbYncb&690

             图18-1                      图18-2

 

（2）证明结论的正确性。如图18-2，连接和。因为和是⊙的切线，所以，即    △和△均为直角三角形。又因为和，所以△和△全等。于是有

，。

这是通过演绎推理证明图形性质的过程。

由此可见，合情推理与演绎推理是相辅相成的两种推理形式，都是研究图形性质的有效工具。

上述证明过程没有采用形式化的三段论，但有利于初学者把握证明的条理和说理的逻辑。

 

 

例64 如果四边形ABCD 和BEFC都是平行四边形，则四边形AEFD也是平行四边形。某同学根据下述图形对这个命题给出了证明。

                         图19

 

证明：因为ABCD是平行四边形

所以  AD=BC         ①

AB=CD         ②

      又因为BEFC也是平行四边形

      所以   BC=EF         ③

             BE=CF         ④

      由①③得   AD=EF     ⑤

      由②④得  AB+BE=DC+CF  ⑥

     因为⑤⑥成立，所以四边形AEFD是平行四边形。

    他的考虑全面吗？

[说明] 引导学生判断上述证明过程是否正确，希望学生通过错误的实例，感悟特殊和一般的关系。

 

例65  下面图20-2中的三个三角形是由图20-1中的三角形经过平移、旋转和轴对称得到的，分别指出图形运动的形式，并标出对应的角。

 

 

 

 

图20-1                        图20-2

 

[说明] 把运动后的结果归纳在一起让学生辨认，有利于学生理解三种图形运动形式的不同之处，从而把握平移、旋转和轴对称的基本特征，体验图形运动是研究图形的有力工具。

 

例66  在直角坐标系中描出下列各点，将各组的点顺次连接起来。观察这个图形，你觉得像什么？

（1）（2，0），（4，0），（6，2），（6，6），（5，8），（4，6），（2，6），（1，8），（0，6），（0，2），（2，0）；

（2）（1，3），（2，2），（4，2），（5，3）；

（3）（1，4），（2，4），（2，5），（1，5），（1，4）；

（4）（4，4），（5，4），（5，5），（4，5），（4，4）；

（5）（3，3）。

[说明] 在第二学段已经学习了利用方格纸画直角坐标系，理解整数坐标与格子点的对应关系（参见例38）。在本学段将学习一般的直角坐标系。利用直角坐标系可以把数与图形有机地结合起来，有利于用代数方法研究几何问题，也有利于借助图形直观地探索数量关系的规律性。

这个问题可以进一步扩展：把家乡的地图放在直角坐标系的第一象限内，然后等间隔地画出与坐标轴平行的两组平行线，一边用数字表示，一边用字母表示，然后让学生寻找自己熟悉的地点，并用数字和字母表示出该点。让学生理解，坐标的表示可以是多样的，坐标的核心是对应关系而不是具体表示形式。

 

例67  如何用方向和距离描述下图21中小红家相对于学校的位置？反过来，学校相对于小红家的位置怎样描述呢？

 

图21

 

二、重点问题分析

（一）空间观念

主要是指根据物体特征抽象出几何图形，根据几何图形想象出所描述的实际物体；想象出物体的方位和相互之间的位置关系；描述图形的运动和变化；依据语言的描述画出图形等。

空间观念在我们国家的以前教学大纲中就有这样的提法，但以前的课程中，用来支撑空间观念，或者培养学生空间观念的内容和素材却相对贫乏，所以从课程实施角度，对它的支撑显得很不够。但是这次课程标准的实验稿和修改稿，不仅把空间观念作为一个核心概念提出来，同时在内容的设置上、以及在教学的要求上，都有相应的支撑的它的素材。从课程的设计中就非常重视二维和三维图形的转换，因为这样的转换对发展学生的空间观念是非常有益的。包括展开与折叠、截一个几何体、视图与投影等内容，都可以属于这个范围。另外用运动的观点来看待这个图形，如轴对称、中心对称，通过变换的角度，我们想象这个图象，想象它的形状，想象它的变化，就是培养空间观念非常好的素材。同时，象图形与坐标、一个图形可以看成是由另一个图形做怎样的变化得到的，这些内容都是非常重要的。老师在这些内容的教学当中要重视这个过程，把培养空间观念作为我们的教学目标，给学生时间和空间，让他们去探究、让他们去交流、让他去表达，说他的感受，说他的想象，这样才能使培养学生的空间观念落到实处。

    另外，空间观念培养，核心的东西就是想象，比如在二维图形和三维图形转换过程当中，实际上也是看见二维图形去想象和它对应的三维图形；有了三维图形去想象跟它相关的二维图形。再如截一个几何体，我们用一个平面去截一个圆锥体，这个平面和锥体的相交的位置不一样，它的截面就不同，有时是一个圆，有时是一个椭圆，有时又是一条双曲线，这同样需要想象；类似的展开折叠也是这样，一个平面图能否折叠成一个三维图形，都是想象在起作用。图形的运动，图形的位置的确定，中间也都有很多想象的成份在里面，所以我们要抓住空间观念的核心要素——想象。

  再有一点，就是空间观念想要真正能够落实，还需要我们在教学过程中，充分地留给学生感受体验的过程。唯有过程充分了，观念和能力才能有所提升。所以，我们尽量不要把关乎空间观念的这些课程，上成完成数学结论的课。还是应该把过程做足，淡化这些结论，才能更好地培养空间观念。     

  （二）几何直观

    主要是指利用图形描述和分析问题。借助几何直观可以把复杂的数学问题变得简明、形象，有助于探索解决问题的思路，预测结果。几何直观可以帮助学生直观地理解数学，在整个数学学习过程中都发挥着重要作用。关于几何直观，首先是针对图形，我们根据直观可能对图形的性质会有一些判断，而不是依据测量或计算。另外，几何直观不管是在代数当中，还是在统计概率当中，可能都要用到。面对一个比较复杂的、比较抽象的对象，如果我们能用直观的办法，用图形的办法，把它描述刻画出来，会使这个对象更容易理解，这是一种能力。不说太远，在数学中画函数图象，对于理解函数的性质有非常大的帮助，就因为它直观，我们可以对函数的变化情况与趋势进行预测，这方面比解析式、表格都更清楚。再如在统计里面，如扇形统计图，我们一看就知道哪一部分占的比重更大。我们说几何直观是很好的一种能力，一个学生如果能用直观的方式来进行描述、来进行刻画，那么说明他对这个概念本身的理解比较深刻。所以这也是我们学会用图形来说事情，用图形来做事情的一个很重要的体现。当然几何直观，作为一个新出现的核心概念，可能我们对它的认识和理解还是要有一个过程的。

（三）推理能力

    推理能力的发展应贯穿在整个数学学习过程中。推理是数学的基本思维方式，也是人们学习和生活中经常使用的思维方式。推理一般包括合情推理和演绎推理，合情推理是从已有的事实出发，凭借经验和直觉，通过归纳和类比等推断某些结果；演绎推理是从已有的事实（包括定义、公理、定理等）和确定的规则（包括运算的定义、法则、顺序等）出发，按照逻辑推理的法则证明和计算。在解决问题的过程中，合情推理用于探索思路，发现结论；演绎推理用于证明结论。    

     新课程标准明确地提出，推理能力包含了合情推理能力与演绎推理能力，在高中的课程标准当中，也提出了合情推理、演绎推理两个概念，因此现在也就是在我们从义务教育阶段开始，我们就要关注两种能力的培养，一直延续到高中。合情推理，一般包括归纳和类比，演绎推理一般就是从基本事实出发，推出来一些定理，它们再作为推理的出发点，来进行论述。我们在判断一个命题是否正确的时候，首先运用合情推理的方法，包括直观、操作、猜测，然后得出假设。这些假设是否能成立呢？我们就需要用演绎推理的方式去进行证明。所以合情推理往往是一种发现的方法和手段，而演绎推理是一种证实的手段，它们相辅相成，共同完成对一个命题的认识。

在日常的教学中，我们要让孩子们大胆地去发现、大胆地去归纳，大胆地去猜想。我们在课堂上通过动手操作，通过发现，通过你的灵机一动感悟到的东西，一定要大胆地说出来，敢于去猜，你才能迈出研究的第一步。这之后，再利用演绎的方法去从逻辑上去证明，也就有的放矢了。所以在咱们日常的教学过程当中，千万不要把合情推理作

为演绎推理的一个简短的前奏，很快过渡到所谓的“主旋律”了。

  合情推理的落实，跟老师自身对问题的设计很有关系，如果我们只设计一些学生一看就很容易知道结论的问题，他就会觉得老师设计的这个合情推理环节很假，时间长了就对合情推理的环节提不起足够的兴趣。如果我们能够设置好的问题情景，给他一个很开阔的空间，才能够感受到合情推理的价值和意义所在。比如说在学习三角形中位线定理时，我们可能遇到过这样的问题——画一个任意的四边形，连接这个四边形四边中点，得到了一个我们叫做中点四边形的图形。同样是这个素材，如果我们老师让学生求证这个中点四边形是一个平行四边形，他很快的就会过渡到演绎推理；可如果老师提出一个更开放性的问题“同学们观察我们新得到的这个四边形你觉得它的形状有什么特点，可能是怎样的四边形呢？”那学生可能就要通过很多的手段——直观的观察、测量、猜想等一系列手段去思考，而这个问题又不像有一些问题那么肤浅，它确实有一定的思考空间，真得琢磨琢磨，只有通过观察、测量、想象才会产生它可能是平行四边形的猜想，这个过程就显得更真实。有了这样一个过程，我们进而再去提问“为什么它是一个平行四边形？”，通过连接对角线的辅助线，构造三角形的中位线，逐渐把这个问题证明了。

当然这样的例子不只一个，我们应该更多地去挖掘。

三、图形与几何的主线分析

     课程标准实验稿的几何框架是按照图形的认识、图形与变换、图形与坐标和图形与证明四条主线来划分的，新的课程标准修订稿把四条主线变成三条主线，这三条主线分别是图形的性质、图形的变化、图形与坐标。四条主线变成三条主线，首先是图形的性质这条主线基本上涵盖了原来图形的认识和图形与证明的内容，除了对一些基本图形的认识之外，还包含着对图形一些命题的证明，同时还发展了学生的空间观念和推理能力。 第二条主线是图形的变化，它的内容比较丰富，这里面包含了合同变换——图形的轴对称、图形的平移、图形的旋转，以及图形的相似（包括位似），由于和相似关系密切，因此直角三角形的边角关系也包含其中，还有一类变换是仿射变换，在标准中呈现的就是投影。这部分主要研究图形之间的关系，特别是从运动的观点和变化的角度来研究图形，这个方法本身也是十分重要的。 第三条主线叫做图形与坐标，它包含坐标与图形的位置，还有坐标与图形的运动，用坐标的方法刻画在图形的变换中所熟知的轴对称，图形的平移，图形的位似等等。 框架里有一条主线叫图形与变化，原来叫图形与变换或图形的运动，不过新课改中用的是变化，这是因为在这部分内容里，不光是数学上变换的东西，后面还有一些投影与视图的内容，另外解直角三角形也囊括在这里面，所以在这个里面叫变换显得不那么纯粹，叫运动，像解直角三角形这样的内容也有点牵强，用变化这个词可能能够比较好地把刚才那些问题给规避掉。 
    从具体的内容增减变化上，我们一线教师看了图形与几何这块的变化。首先会发现增加了打星号的内容，如关于相似三角形判定的演绎证明，圆中的垂径定理、切线长定理等。作为选取部分，反映了课程标准理念中的“不同的人在数学上得到不同的发展”，相当于给学生提供一个弹性的空间，对那些有余力、有兴趣的学生，给他进一步多学一点数学的机会，学生有选择性的学或者教师有选择性的教。

    从内容主线来谈，换一个角度，看看能不能这样来认识图形与几何这部分内容，在这部分内容里边，实际上有三个问题需要去搞清楚。

    第一个就是所要研究的对象是什么，

    第二研究这些对象的什么样的东西，研究什么，

    第三个就是如何来研究，如何来研究，再把它展开一点说，实际上就是首先要知道，在第三学段都研究哪些对象，也就是研究的图形和范围是什么。

 第一个问题，在初中阶段，研究的图形有哪些。首先要整体把握，要研究的对象，可能从这样几个角度来做一个划分，实际上是做一个分类，大家看可能是对所要认识的对象能够更清楚一些，第一个实际上对分类就是从为纬度上，一维图形，二维图形和三维图形，在第三学段这三维图形都包括了，比如点、线段、直线，这是一维图形，二维图形说就是三角形，四边形，三维图形，因为在初中阶段，虽然不研究立体几何，但实际上还是要初步的了解一些最基本的三维图形整体对的一种把握和认识，比如说柱体，包括球，包括一些锥，尤其在视图这个内容里边，可能还是要初步的了解这些图形，这是一个划分的纬度，从的维数上，一维、二维、三维。

   另外还有一个，就是认识这些图形的角度，是直线形还是曲线形。角就是直线形的图形，还有一类曲线形，包括二维和三维的，比如说圆，球，包括锥体，曲线形，这是另外一个将图形划分类别的这样一个角度。还有一个角度，还可以把研究的图形分成基本图形和组合图形，那说基本图形，像这种三角形，四边形，三角形，可能是最基本的图形，其图形说可以看成基本图形组合起来的图形，对这些图形基本认识，对这一点也许这样说了以后，大家觉得不是很难理解的问题。

第一个就是老师对于在初中阶段所掌握的所有图形，应该有一个整体的认识。

第一个角度是维数，觉得维数是空间观念的基础，所以脑子里要清楚三维的是什么样子，将来会学习是三个坐标，二维的，一维的。建议大家再开一点小学的问题，小学三维图形无非是柱锥台球，到高中还是柱锥台球，只不过认识的层次和深度不断加深，到大学重要的东西还是柱锥台球。

   第二个角度是线性。线性在几何的体现就是直的，线、面、体，然后就是曲的，对弯曲的图形有感觉，就是通常所说的非线性的是一个非常重要的一个基础。

   第三个角度是强调基本图形，觉得一定要让学生的脑子里烙下基本图形。数轴是最基本的图形，直角这个叫方格纸和直角坐标系是最重要的二维图形，长方，说的长方形，长方体，都是重要的二维和三维图形，圆、球都是重要的，坐标、球坐标、柱坐标这些东西，都是从这些基本图形里展示出来的丰富的重要的基本数学内容。脑子里一定要对所研究的所有图形心里要有数，一个一个的给学生，但是要给的是一个完整的对于图形的认识和理解。

第二个是研究图形的性质。

从总的来讲是两类，一类是一个图形之间的，它的对象就是研究这个图 形自身的之间的关系，另外一个就是研究图象间的，之间相互的关系。全等是研究很重要的对象，包括相似的关系，另外还有对称性等等的，这些都是在明确了对象之后，进一步要展开几何各种学习里边很重要的内容，关于这些内容，老师作为一线的教师，可能在教学的过程当中，也有一些具体的，如何使得老师更清楚的来认识这些关于要研究的这些属性？

   两个图形的关系，这在数学里是特别要紧的一件事情，两个图形关于一个直线有对称关系，两个图形关于一个点有中心对称关系，两个图形关于一个点可以旋转的关系，这是揭示图形内在联系的非常重要的一个数学的内容，包括两个图形的全等关系，两个图形的相似关系等等。

   图形与几何里有一块内容是新增加进来的, 就是视图。视图也是认为培养学生空间观念很重要的载体，从刚才说对图形的认识这个角度怎么样看待对视图这块内容的理解。在认识视图的时候，支撑着视图最重要的一件事情就是投影，就是用投影来观察理解一个空间的图形，从整体到局部，然后从局部回到整体这样的一个支撑，数学上称之为投影。中心投影，平行投影，这些在数学里都是挺要紧的，

比如说通常所说的中心投影，将来会是摄影的基础，平行投影是会涉及到几何的会更广泛一点，所以这个是通过视图来支撑着对这样一个关系的认识。同时又是空间想象力，或者几何直观能力，或者空间观念的一个重要的载体。

   第三个是如何来研究。

    刚才前面说到，其实几何不等于证明，但是演绎推理，当然在集合内容的研究过程当中，仍然也是比较重要的一个方法，实际上就是综合，综合几何的这种方法，或者说原来这种欧式几何演绎证明从公理出发，现在把它叫做基本事实出发，经过以三段论为主的方法，

展开对图形性质的证明。还有一种方法，就是用变换的手段来认识图形，有平移，轴对称，还有旋转。

 另外，就是认识图形的办法，用坐标，通过对点的刻划，进一步对图形的位置，包括它的其一些属性的刻划，当然这个仅仅是一个初步，

到了高中还会继续学习，因此概括来讲，认识图形基本方法，一个是演绎的方法，一个是运动变换的方法，还有一个就是运用坐标的，

有序数对刻划的三种方法。当然，在这三种方法里面，可能在初中阶段，在不同的内容里面，各有侧重，希望老师也能够很好的把握好这几种方法。

   刚才介绍了在初中阶段认识图形的几个不同的，各有特点的方法，第一种方法，就叫综合几何的方法，常常称之为欧式几何的方法，简单的说，就是从大家公认的定义，公理，和都承认的事实出发，三段论的演绎方式，看能推导出什么，就承认什么，这是研究几何的一种思路，欧式几何，无论是平面的，还是空间的，就按这个思路展开，这是一个基本的办法。

   第二，是变换，通常叫变换几何。变换几何的内容非常丰富，比如说钢体变换，哪些东西变，哪些东西不变；比如说说放射变换，哪些东西变，哪些东西不变，通常所说的轴对称，说的旋转对称，通常所说的平移，都是属于钢体运动的范畴。另外还有，通常所说的相似，它就是所谓放大和缩小，就是属于摄影几何，摄影变换的范畴，所以，

在标准中强调用变换的角度，用运动的角度来看待图形，个人觉得，是几何课程的一次重大的突破，相信会沿着这样一个角度，不断的强化。因为从高中的课程和大学的课程以及数学研究的角度来看，欧式几何作为锻炼人思维是一个载体，但是在后面的学习中，它会不断的被削弱。

   第三，就是用所谓坐标来研究图形。实际上数学里，经常说是简易几何，建立坐标系，各种不同的建立方法，实际上说用坐标，它是搭建了一个联系几何和代数的一个平台，解析几何只是研究圆锥曲线的一个平台，还有其的平台，会搭建起来，都依赖于坐标系的选择。

    第一点，几何不等于欧式几何，研究几何的方法不等同于欧式几何的方法，所以不能一谈几何，就反应出欧式几何，这显得有点狭隘了，建议老师，应该更全面的来认识对于图形的研究，之所以要把研究图形的方法当做一个重点来强调，就是希望老师理解有不同的手段去研究图形的内在的性质。

    第二点，让图形动起来，是理解图形的一个重要的渠道，它会把复杂的问题变简单，它会把抽象的问题变具体，通常所说的几何直观的能力，用最通俗的语言，就是看图想事，通过图形来思考问题。这就是几何直观的基础，老师要认识和理解变换给带来的好处，它不仅仅是一个知识，而且是揭示图形的一个重要的手段。相信将来的课程，

在这个方向上，还会发生变化。

    第三点，就是要把代数和几何统一起来，而最重要的桥梁之一，是直角坐标系，到高中还会建立向量几何和立体几何。图形与几何某种意义上说，一个是强调研究的对象，一个是强调研究的方法，

因为几何已经不是它从所谓希腊文词汇反应过来的一个度量，它赋予一个内涵是方法的意思，而多样性的方法，是这次标准的研制和修改所遵循的一个基点。第一件事情，几何不等于欧式几何，是研究几何的方法是多样的，随着知识的不断的增长，研究图形的办法会不断的丰富，第二件事，就是重视运动，重视变换，让图形动起来，让能从图形中挖掘出更多对有好处的东西，这是强调第三个角度的一个基点。

   在这个过程当中，要特别关注学生的空间观念的形成，包括几何直观能力的培养，还有一个就是，既要培养核心推理能力，当然也要培养演绎推理能力，也就是所谓的推理能力的培养，这也是前面曾经谈到过的核心概念，在几何这部分内容里面的一个具体的落实。