内容正文:
高等教育出版社《数学 基础模块上册》(第三版)
第一章 集合
1.1.2 集合的表示法
一、教材
高等教育出版社《数学 基础模块下册》(第三版)
二、教学时长
1课时
三、授课类型
新授课
4、 教材分析
本节承接集合的概念与元素特征,是学生系统学习集合语言的基础。集合是中职数学最基础的工具性知识,贯穿后续函数、不等式、数列等所有章节,而集合的两种表示法是学生掌握数学符号语言、规范数学表达的关键。
教材从生活实例、具体集合入手,循序渐进引入列举法与描述法,贴合中职学生认知规律,注重知识的实用性与基础性。通过本节课学习,学生可掌握精准表示集合的方法,区分两种表示法的适用场景,培养严谨的数学表达习惯,为后续利用集合思想解决数学问题、生活问题奠定基础。
五、学情分析
学生此前已经初步学习集合的定义、元素的三大特征(确定性、互异性、无序性),具备一定的知识铺垫。从认知特点来看,学生思维偏具象,擅长理解生活化、实例化的知识,但对抽象的数学符号语言、规范的数学表达掌握薄弱,容易出现格式不规范、方法选用混乱的问题。
同时,学生自主探究能力较弱,辨析归纳能力不足,在区分列举法与描述法适用场景、规范书写描述法表达式、处理点集与数集的表示差异等知识点上容易出错。因此,教学中需多结合生活实例、分层例题引导,通过对比辨析、针对性练习突破学生认知难点。
六、教学目标
知识层面:理解集合的两种表示方法——列举法与描述法的定义及符号规范,能准确区分两种方法的适用情境。
能力层面:能根据集合元素的特征,正确选择方法表示给定集合;能根据描述法给出的特征性质,准确写出集合中的元素。
核心素养层面:通过对比辨析两种表示法的异同,培养数学抽象与逻辑推理能力,提升运用数学符号语言进行精确表达的核心素养。。
七、教学重点
1.掌握列举法、描述法的定义及标准书写格式。
2.能够根据集合元素特点,正确选用两种方法表示集合。
八、教学难点
1.理解描述法中代表元素、取值范围、特征性质的含义,规范书写描述法表达式。
2.区分数集与点集的表示差异,精准辨析两种集合表示法的适用场景。
九、教学方法
1.情境导入法:以"同一种祝福的不同语言表达"为类比情境,激活学生已有认知经验,建立"同一对象、多种表征"的初步观念,为集合表示法的多元性奠定认知基础。
2.实例驱动法:依托"太阳系八大行星""四大名著""四大发明"等学生熟悉的文化常识实例,降低抽象概念的理解门槛,增强知识的可感知性与文化关联度。
3.问题链驱动法:通过"比3大的实数能否用列举法表示"等递进式问题,引发认知冲突,自然过渡到描述法的教学,体现"由特殊到一般"的认知逻辑。
4.对比辨析法:以表格化、结构化的方式系统对比列举法与描述法的格式、适用情境及内在联系,强化学生的元认知监控与策略选择能力。
5.讲练结合法:在例题讲解与课堂练习中嵌入"学以致用"环节,即时检测学习成效,通过正例与反例(如选项辨析题)深化对集合基本性质(互异性、无序性)的理解。
十、教学环节设计
教学环节
教学内容
设计意图
教学引入
复习回顾
导入 1:同一种祝福,不同表达
语言是人与人之间相互交流的一种方式,同样的祝福又有着不同的表示方法:
简体中文:生日快乐
繁体中文:生日快樂
English:Happy Birthday
❓ 思考
类比到数学中,对于一个确定的 “集合”,是否也存在不同的表示方法来精准描述它?这些方法又分别适用于什么场景呢?
导入 2:太阳系八大行星
如果我们把 “太阳系八大行星” 看成一个集合,那么这个集合里的元素有哪些呢?
水星,金星,地球,火星,木星,土星,天王星,海王星
导入 3:列举实例集合
把以下集合的所有元素一一列举出来
四大名著:《三国演义》,《水浒传》,《西游记》,《红楼梦》
四大发明:造纸术,印刷术,火药,指南针
共性分析
太阳系八大行星:水星,金星,地球,火星,木星,土星,天王星,海王星
古代四大发明:造纸术,印刷术,火药,指南针
中国四大名著:《三国演义》,《水浒传》,《西游记》,《红楼梦》
只要对象明确、可列举,就能构成集合。
这引出了一个问题:如何简洁地表示一个整体?
通过多维度、趣味化的生活与学科常识场景导入,有效拉近抽象数学知识与日常生活的距离,充分调动学生的课堂积极性,快速集中学生注意力。结合旧知复习铺垫新知,帮助学生建立新旧知识的关联体系,同时通过多组实例的共性对比分析,让学生直观感知可枚举集合的特征,顺势引出本节课核心学习内容,潜移默化培养学生类比迁移、观察归纳的数学思维,为后续两种集合表示法的学习做好认知铺垫。
新知讲授
集合的表示法 —— 列举法
列举法:把集合的所有元素一一列举出来,中间用逗号隔开,再用花括号 “{}” 把它们括起来,这种表示集合的方法称为列举法。
格式:元素 1, 元素 2, 元素 3,...
列举法示例
1.小于 6 的所有正整数组成集合:
2.中国古代四大发明组成的集合:指南针,造纸术,火药,印刷术
3.太阳系八大行星组成的集合:水星,金星,地球,火星,木星,土星,天王星,海王星
概念解读
探究1:由“study”中的字母组成的集合如何用列举法表示?单词“student”呢?
集合中元素的互异性,重复字母只写一次
“study”中的字母组成的集合是{s,t,u,d,y}
“student”中的字母组成的集合是{s,t,u,d,e,n}.
探究2:集合{1,2,3}与集合{3,2,1}是同一个集合吗?
集合中的元素具有无序性
只要元素完全相同,就是同一个集合
问题:比 3 大的实数组成的集合能用列举法表示出来吗?
分析:比 3 大的实数组成的集合有无穷多个元素,无法一一列举出来,所以不能用列举法表示出来。
这个集合中的元素具有共同的性质 (特征性质):都是实数并且都比 3 大,所以可以利用元素的特征性质来表示这个集合:
集合的表示法 —— 描述法
描述法:利用元素的特征性质来表示集合的方法称为描述法。描述法表示集合时,在花括号 “{}” 中画一条竖线,竖线的左侧是集合的代表元素及取值范围,竖线的右侧是元素所具有的特征性质。
格式: 代表元素 | 特征性质
约定:如果集合的元素是实数,符号 "" 可以省略不写
例如,{ 可以简写为 {}
探究 1:偶数集合
概念:能被 2 整除的整数
抽象:偶数可以表示为 的形式,其中 是任意整数
特征:(1) ;(2) 。
描述法:{}
探究 2:奇数集合
概念:不能被 2 整除的整数,即 2 的倍整数 + 1
抽象:奇数可以表示为 的形式,其中 是任意整数
特征:(1) ;(2) 。
描述法:{}
列举法与描述法对比辨析
列举法
格式:元素 1, 元素 2, 元素 3,...
适用情况:适用于元素数量较少且容易枚举的集合
描述法
格式: 代表元素 | 特征性质
适用情况:适用于元素数量较多或不易直接枚举的集合
新知速记
1.列举法
把集合的所有元素一一列举出来,中间用逗号隔开,再用花括号 “{}” 把它们括起来,这种表示集合的方法称为列举法。
2.描述法
利用元素的特征性质来表示集合的方法称为描述法。描述法表示集合时,在花括号 “{}” 中画一条竖线,竖线的左侧是集合的代表元素及取值范围,竖线的右侧是元素所具有的特征性质。
本节课遵循由浅入深、从具象到抽象的认知规律开展新知教学,依托生活化实例拆解抽象数学概念,降低学生理解难度。通过针对性课堂探究、设问辨析,深度巩固集合元素的互异性、无序性核心性质,强化学生知识记忆。借助列举法无法表示无限集合的痛点设问,自然完成知识点过渡,让学生理解两种表示法的互补关系。
通过系统的对比归纳,清晰梳理两种表示法的格式、特点与适用场景,精准突破本节课教学重点,全程引导学生自主思考、归纳总结,有效培养学生的逻辑归纳与数学抽象能力。
案例分析
例 1 用列举法表示下列集合
(1) 中国古典长篇小说四大名著组成的集合;
解:《红楼梦》,《西游记》,《水浒传》,《三国演义》
(2) 大于且小于的所有偶数组成的集合。
解:{}
例 2 用描述法表示下列集合
(1) 小于 1 的所有整数组成的集合;
解:元素取值范围是整数,特征:小于 1,{}
(2) 所有偶数组成的集合;
解:,也可以简写为偶数
(3) 在平面直角坐标系中,由第一象限内的所有点组成的集合。
解:平面直角坐标系中的点坐标形式,第一象限
{}
补充:由点组成的集合称为点集。
例 3 写出不等式 的解集
分析:方程 (组) 的所有解组成的集合称为方程 (组) 的解集。
解不等式
两边同时 :
得:
故:
该解集用描述法表示为
例 4 分别用适当的方法表示方程 的解集
分析:可同时使用列举法和描述法,根据具体问题选择适当的表示方法
解:解方程 ,即
整理得:
解得: 或
用列举法表示为{}
用描述法表示为 {}
本节课选取梯度化、全覆盖的典型例题,由易到难层层递进,涵盖基础数集、平面点集、方程解集、不等式解集等中职高频题型,全面贴合本节课知识点与考情。在解题讲解中严格规范书写步骤与数学符号格式,重点区分数集与点集的本质差异。通过一题多法的例题设计,让学生理解两种集合表示法的通用性与差异性,学会根据题型特点择优选用表示方法,精准落实本节课的教学重点与难点,提升学生规范解题的能力。
学以致用
1.集合 ,用列举法表示是
解:根据集合 A 的条件 且 ,可知集合 A 中的元素为0,1,2
用列举法表示为
2.方程组 的解集是
解:解二元一次方程组并用集合表示出来即可
由 可得
所以方程组 的解集是
3.下列说法中正确的是
A.1 与表示同一个集合
B.由 1,2,3 组成的集合可表示为
C.方程 的所有解的集合可表示为
D.集合 可以用列举法表示
解:对于A,1 不能表示一个集合,故错误;
对于C,因为集合的元素具有互异性,而中有相同的元素,故错误;
对于D,因为集合 中有无数个元素,无法用列举法表示,故错误
通过逐题精讲、错因分析的模式,深度拆解错误选项的误区根源,帮助学生厘清知识边界,纠正认知偏差与书写错误。同时快速检测学生当堂新知掌握情况,及时完成教学反馈,针对性夯实课堂基础,强化学生对集合表示法的理解与应用能力,为后续综合练习筑牢根基。
课堂练习
1.用列举法表示下列集合:(1) 大于且小于 9 的所有奇数组成的集合;
(2) 方程 的解集。
2.用描述法表示下列集合:(1) 大于且小于 3 的所有实数组成的集合;
(2) 平方等于 9 的所有实数组成的集合。
解:1.(1)
(2)
2.(1)
(2)
3.用适当的方法表示下列集合:(1) 方程组 的解集;
解:
得:得:代入得:得:所以解集是
(2) 平面直角坐标系中,由第三象限的所有点组成的集合。
解:(2) 第三象限
4.数集 ,则列举法可表示为 ( )
解:根据集合的条件 且 ,可知集合中的元素为 0,1,2
用列举法表示为
5.下列说法正确的为
A.集合与集合表示不同集合
B.不等式 的解集为R
C.方程 的解集是
D.单词 “” 的所有字母组成的集合中有 5 个元素
解:A.集合与集合表示相同集合
C.方程 的解集是
D.单词 “” 的所有字母组成的集合中有 4 个元素:
6.设集合 ,若 ,则集合 A 用列举法表示为
解:因为 ,代入得
得:所以
解方程
解得 或
A 用列举法表示为
本次课堂练习采用分层设计模式,兼顾基础性、提升性、综合性,适配班级不同层次学生的学习水平,实现因材施教。基础题型巩固核心定义与书写规范,提升题型强化方法灵活选用能力,综合题型整合前后知识点、突破易错难点。
课堂小结
集合的表示法
列举法
适用情况:适用于元素数量较少且容易枚举的集合
描述法
适用情况:适用于元素数量较多或不易直接枚举的集合
引导学生主动回顾、归纳本节课核心知识点。系统化梳理两种集合表示法的格式、特点与适用场景,帮助学生梳理知识脉络,整合碎片化的课堂知识,构建完整、清晰的知识体系。
作业布置
1. 书面作业:完成《学习指导与练习》中本节相关习题;
2. 查漏补缺:根据课堂练习和课堂小结,结合个人情况,对本节课知识进行复习与回顾,弥补知识漏洞;
3. 拓展作业:预习下一节内容,阅读教材扩展延伸部分。
通过分层作业,既巩固本节课所学知识,又培养学生自主学习和查漏补缺的能力,为后续学习做好铺垫。
板书设计
集合的表示法
列举法
适用情况:适用于元素数量较少且容易枚举的集合
描述法
适用情况:适用于元素数量较多或不易直接枚举的集合
整体板书设计遵循简洁高效、重点突出、条理清晰的原则,高度凝练本节课核心知识点,清晰区分两种集合表示法的格式、适用场景与核心特点。
11、 教学反思
本节课整体教学流程顺畅,贴合中职学生认知规律,通过生活化情境导入、实例探究、讲练结合的方式,有效调动了学生的课堂参与度,大部分学生能够掌握列举法与描述法的基本定义、书写格式及适用场景,基本达成预设教学目标。
教学亮点方面,本节课注重新旧知识衔接,结合集合元素的三大性质贯穿新知教学,通过对比辨析帮助学生清晰区分两种表示法的差异;例题和练习分层设计,覆盖基础与易错题型,针对性突破数集、点集的表示难点,有效培养了学生的数学符号表达能力与逻辑推理素养。
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