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「周年回顾」小初高数学十二年进化路线图(几何篇)

 浅nharnyll9eu0 2020-10-11

大家好,这是小初高数学十二年进化路线图的几何篇。

如果大家一会儿看表格的话,会发现几何篇的表格要比代数篇长得多,这是因为我把初中、高中几何部分的章节内目录页也一并打了出来。

这样的话,大家更容易看出每一章所要学习的内容及重点。

闲话不说,请大家先看图:

在展开具体的分析之前,我想先说下自己把几何篇整理出来之后的感想。首先几何和代数毕竟是有区别的。

代数从小学到初中进一步到高中,是遵循着非常清晰的几条脉络一路直上。而几何由于研究对象的关系,从小学到初中上半段,研究的对象其实是一样的,区别就是小学侧重于直观认识,初中侧重于定量的分析,整个脉络呈现出一种螺旋上升的态势。

到了高中,几何也倾向于代数化,无论是空间向量解决立体几何问题,还是解析几何,清晰的展示出这种倾向。

所以我们可以说,如果不考虑中考,从重要性上讲,代数是更重要一点的,其次是几何,最后是概率统计。

我们先来分析小学的几何内容!

小学几何的主要内容可以划分成几部分:位置、方向,几何体(长方体、正方体、圆柱、圆锥、球)的认识以及相关的体积、表面积计算,几何图形的认识以及相关的面积计算,图形的运动(轴对称、平移、旋转),测量长度、角度,三视图。

一年级上册的几何内容主要有三个:位置、认识图形(一)几何体的认识、认识钟表。

位置和方向要注意相对性和绝对性,比如前后和左右上下都是一个相对的概念,要看参照物的。

但是方向比如东南西北是绝对的。

老实说,小学把几何体的认识放在小学一年级上册是非常好的举措,对于学生建立空间感很有用!

遥想当年我上学时,直到高一才开始学习立体几何,很多同学猛一接触毫无空间感,学的非常痛苦。

小学一年级上册先感受几何体的直观特征,包括长方体、正方体、圆柱、球。

然后在一年级下册再认识图形,包括长方形、正方形、平行四边形、圆形、和三角形。

这里主要是让学生对几何图形有一个认识,包括几何图形的拼接。

说到这里,说一点闲话,相对于代数的严谨逻辑,小学的几何编排也不是特别严谨,毕竟内容有限,所以如果想超前学习的话,其实可以从几何入手,只要孩子学会了测量长度和角度,很多几何性质都可以通过测量发现。

其实是亲子学习,培养学生动手能力,观察能力、归纳能力的绝好素材。

还有某些几何图形可以看做是几何体的面,在课文以及课后习题中都有所体现,这其实就是涉及到三视图了。

说到三视图,就要多提一下,我没有想到小学教材里把三视图讲了这么多!

三视图从一年级下册开始涉及,到二年级上册观察物体(一)、四年级下册观察物体(二)、五年级下册观察物体(三),七年级上册几何图形初步,一直围绕这一概念在不停深入!

但其实内容并没有太多变化,本身也并不慢。

三视图虽然在高中新课标中已经删去,但是对于培养学生的空间认知,几何体和平面图形的转换能力,都很有帮助。

有条件的家长,其实可以酌情将此四节放在一起讲解!这是没有问题的,完全可以通过做游戏的方式进行!作为培养孩子空间能力的练习方式!

二年级上册,开始学习研究几何的工具,长度以及角。

长度不去说它,角整个概念我要多解释一下,之前我把认识钟表放在几何里,可能会有不少读者认为不够准确,其实就是为了学习角的概念。

在小初阶段,角的概念是从一个点出发的两条射线构成的图形,但是在高中,角是一条射线沿端点旋转而成的,这样的话,角的范围就可以扩大到整个实数集,有负有正。

而射线的旋转和钟表中指针的旋转非常类似。

所以钟表是非常好的一个载体,通过它可以对角的高级概念有一个认识,而且钟表指针反复旋转,也是周期性的绝好素材。

再插句题外话,我们的教材编写虽然有这样那样的缺点,但是我个人觉得还是非常用心的,从一些例题、课后习题中,你可以找到很多伏笔,都与高一级的知识有联系,就看家长和老师是否能充分运用了。

二年级下册开始接触图形的运动,主要是对折、平移和旋转,到四年级下册会继续学习图形的运动(二),主要是轴对称和平移,到五年级下册学习图形的运动(三),主要研究旋转。九年级上册学习旋转,主要研究旋转和中心对称。

现在的小学生家长大都是八零后,九零后,我们上学的时候是没有学过图形运动的,而这一部分内容是非常重要的,重要性在于两条:

一条是图形的运动在初中平几考题里经常出现,甚至不仅仅是平几题,在压轴的二次函数题目里,为了加大难度,也会涉及到图形运动,尤其是旋转、平移。

第二条是高中函数图像里会涉及到平移,函数的奇偶性本质上是对称性,轴对称和中心对称。

到三年级上册开始接触长方形、正方形的概念以及周长计算,三年级下册开始学习面积,由此开始系统的学习平几初步知识,但仍然是以简单认知加基本计算为主。

四年级上册学习角度的度量,以及平行四边形和梯形,同时学习了平行和垂直的概念。

在这里要多展开讲一讲,角度的度量家长要告诉学生,角度的划分是人为规定的,并不是天生的,它的作用是什么?

因为在高中还要学习新的角度度量方式,即弧度制,如果明白角度规定的原理,对于之后理解弧度制是有用的。

同时既然有平行四边形作为素材,又学习了角度的度量,完全可以引导学生自己尝试去找一找同位角、内错角、同旁内角之间的关系!

引导学生归纳推理!

四年级下册学习三角形,在最后涉及到四边形的内角和、凸多边形的内角和,非常好的数列素材!也可以归纳推理出凸多边形内角和公式!

五年级上册学习多边形的面积,包括平行四边形、三角形、梯形,五年级下册学习几何体的体积和表面积,包括长方体、正方体的体积和面积,六年级上册学习圆的面积和周长以及扇形,六年级下册学习圆柱、圆锥的体积,以及圆柱的表面积。

这一部分知识到高一上学期的必修二还要再深入的学习,面积公式初中还要使用,体积公式初中基本没有使用。

但是在这里要特别强调的是,周长、面积公式或者体积公式本质上其实已经是函数了,里面的半径r其实就相当于是函数的自变量。

在这里可以稍微引一引,让学生对于半径r和周长、面积、体积的对应关系有一个认识。

特别需要说明的是,圆的面积公式运用到了微积分的基本思想。

到此,小学的几何内容算是告一段落。

初中的平面几何,一方面建议大家早着手,让孩子学习,另一方面要特别重视这方面的训练,不光是为了应试,而是平面几何的证明是少有的直接锻炼学生逻辑思维能力的知识,而且是初高中阶段仅有的一部分了。

以前高中还有立体几何可以,但是以后立体几何证明都用向量作为工具,代数化了!

七年级上册学习几何图形初步,除了回顾总结之外,又对角进一步研究。角的学习历经了二年级上册、四年级上册、七年级上册学习了角的比较与计算,才算完整的学习完毕。至此才算真正拉开系统的几何学习的篇章。

七年级下册学习相交线与平行线,开始研究平行关系的判定与证明,这是初中几何非常重要的部分!

一定要从这个时候重视起来,因为从这里开始,学生开始学习证明,以前大都是计算,而证明题和计算题还是有区别的,所以一定要在这里多下功夫,学会证明题的思维方式,加强逻辑能力的培养!

之后八年级上册学习三角形、全等三角形、轴对称,八年级下册学习平行四边形,九年级上册学习旋转和圆,九年级下册学习相似和锐角三角函数。

基本上初中平几都集中在八年级、九年级。

这里要强调一下相似的重要性,我个人认为,初中平几的核心是相似,一定要把相似的证明技巧放在重要的位置上。

另外之所以把锐角三角函数归在几何中,是因为与其叫三角函数,不如叫三角比,是在直角三角形中探讨的。

最后对于初中阶段的几何,要着重说一下平面直角坐标系,这是非常重要的一个内容!

不仅仅是在绘制函数图像时有用,更重要的是它所体现的几何图形代数化的思想,一旦有了坐标系,几何图形都是可以代数化的。

而且在初中也提供了这样的素材,一元一次函数,因为一元一次函数其实在形式上和二元一次方程是一样的,所以直线可以说是一元一次函数的图像,也可以认为是二元一次方程的图像。

初中的很多东西,有时候就是为高中学习做一个铺垫,你提到了,当时可能没有用,但是之后遇到的时候,孩子回想起来,会掌握得更快。

到了高中,几何反而变得简单明了,两个部分,立体几何与解析几何两部分。

高一上学期必修二学习立体几何与解析几何初步,高一下学期必修四学习向量,这样到高二上学期就可以用空间向量解决立体几何问题。

高二上学期再学习一下解析几何,将几何图形用方程表示,研究方程去研究几何图形的关系。之后又引入极坐标系,参数方程两部分,也是这种思路的延伸。

需要在这里讲的是,我把向量放在几何里,是因为向量是将几何与代数联系的工具。但是到了大学,向量又是线性代数的基础,最好要让孩子知道,平面向量、空间向量只是向量的特殊形态。

整个几何体系从内容上其实比代数要少,所以我这一次讲的比较详细一些,最好是对照着我总结的知识分布表来看,可能效果更好一些。

下一次我会讲一讲概率统计,还有一些感想!

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