《初等几何教学基础》是为高等师范院校数学专业本、专科学生开设的一门必选课程的教材,该课程是涉及中学数学教育基础的综合课程之一,其内容是高师范数学专业本、专科学生知识结构的重要构成。与该课程有关的课程是“初等几何研究”,因为同类教材一般都以《初等几何研究》为书名,但其中并无多少“研究”成分,同时也缺少初等几何公理体系的介绍。
以前,高师院校数学专业开设的课程中很少有数学公理系统的完整介绍,在中学课堂上天天讲初等几何的数学教师,大多数竟不知道初等几何公理系统为何物,这是非常遗憾的事情,也是亟待解决的问题。本课程所使用的教材《初等几何教学基础》是新编教材(2003年出版),它弥补了这一缺憾。
本课程以近、现代数学思想为指导,立足于初等几何教学实际,从理论与实践两个方面对中学的几何知识进行了拓宽和加深,精选了从事中学几何教学所必备的基础知识和基本技能,注重中学数学教师解几何题能力的培养,特别是加进了数学公理化思想和几何变换的应用,因此有助于从整体上和理论高度上去理解中学几何课程的内容,提高数学师范生的数学素质及初等几何的教学、研究水平,使学员成为符合新时代要求的合格的中学数学教师。
为了更好地学习本课程,在开始学习之前,先对本课程的学习特点及有关注意事项做一些介绍:
1.由于教学课时的限制,本教材主要讲的内容是第一章(前五节)、第二章(前两节)、第四章和第五章。即有些内容不讲(如第一章第6节、第二章3、4节、第三章及第六章)或略讲,也有补充的教材之外的个别内容,届时会向大家说明,希望都能适当作笔记。
2.在学习过程中,学员普遍会认为前两章较难,而四、五章容易。在此提醒大家,感到较难时,不要有畏难情绪,我们想办法解决;较容易那是表面的,大家不要因此而放松。
3.前两章较难的原因是我们将以全新的观点重新审视初等几何,即假定在此之前我们对几何知识一无所知,但要真正做到这一点是非常不易的,因为我们以前头脑中的几何知识总是会出来干扰我们的学习。如果事先注意到这一特点,情况会好得多,尽可能把干扰降到最低程度。
4.事实上,我们还需要经常利用以前头脑中的几何知识,它能帮助我们尽快记住所学的新概念和结论,否则不可能在短时间内学完全部内容。这就需要把握好上述的假定。
5.尽管前两章讲解的主要内容是几何公理和定理,但是我们学习的重点不是公理和定理本身,而是通过对公理和定理的学习,来熟悉公理的结构、了解几何概念和定理展开的过程、掌握公理化的思想、形成对几何空间的新认识等。因此在讲解中以讲道理为主,讲推理为辅,即许多定理不一定都介绍严格的推理过程。这也是降低难度的方法之一。
6.由于习题难度较大,所以平时布置作业较少,希望大家课后能主动阅读教材,包括教材上讲解过的例题,从而吃透课堂上讲解的内容。
7.第四章的内容中有大量的例题,有难度较大的,还有较繁杂的,我们有选择的讲解。一般的选择标准是:方法典型的、难度较小的、结论普遍的或者有历史意义的。
8.在介绍初等几何变换的应用时,注意两种变换——位似变换和反演变换是以往不熟悉的新知识,为了完整起见,有一些补充的新内容。