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
1.1.1集合的概念
一、教材
高等教育出版社《数学 基础模块上册》(第三版)
二、教学时长
1课时
三、授课类型
新授课
4、 教材分析
本节选自《数学 基础模块上册》(第三版)第一单元"集合"的第一课时。集合是近代数学最基本的概念之一,集合语言是现代数学的基本语言。本节内容是在学生初中阶段已初步接触"正数的集合""负数的集合""解集"等概念的基础上,进一步系统学习集合与元素的概念、元素与集合的关系、集合中元素的三个特性、集合的分类及常用数集的记法。本节知识既是后续学习集合间关系、集合运算及函数概念的基础,也是培养学生数学抽象核心素养的重要载体。教材通过"中国古代四大发明""中国四大名著"等贴近学生生活与文化认知的情境引入,体现了数学与文化的融合,有助于激发学生的学习兴趣与文化自信
五、学情分析
学生在义务教育阶段已接触过"集合"一词,对正整数集、实数集、正方形集等有一定感性认识,为本节系统学习奠定了基础。从认知特点看,中职学生形象思维较为活跃,对具体实例和直观情境易于接受,但抽象概括能力相对薄弱,对集合概念的严格定义及元素特性的理解可能存在困难。从学习习惯看,部分学生数学基础参差不齐,对符号语言的运用不够熟练,需要教师通过大量实例进行正向强化与辨析训练。此外,学生对数学学习的自信心不足,需在教学过程中注重鼓励与分层引导,降低认知门槛,增强学习获得感。
六、教学目标
知识层面
理解集合与元素的概念,掌握元素与集合的关系,熟记集合中元素的三个特性、集合的分类及常用数集的记法
能力层面
能准确判断能否构成集合;能运用元素与集合的关系符号及常用数集记法,判断元素与集合的关系
核心素养层面
通过具体生活实例中抽象出集合概念的过程,提升用集合语言清晰、准确表达现实问题的数学核心素养
七、教学重点
1.元素与集合的关系及符号表示;
2.集合中元素的三个特性(确定性、互异性、无序性)。
八、教学难点
1.空集概念的理解及空集与数字0的区别;
2.常用数集符号的准确记忆与运用。
九、教学方法
1.情境创设法:以"中国古代四大发明""中国四大名著"等学生熟悉的情境引入,激发学习兴趣,降低认知门槛。
2.问题驱动法:通过"以下哪些能构成集合"等辨析性问题,引导学生主动思考、归纳总结。
3.讲练结合法:精讲概念后及时配以典型例题与课堂练习,强化知识内化。
4.类比归纳法:通过对比"美丽的风景"与"大于5的实数"等实例,归纳出集合元素的确定性特征。
十、教学环节设计
教学环节
教学内容
设计意图
教学引入
在义务教育阶段, 我们已经学习过一些集合, 如正整数的集合、 实数的集合、所有正方形的集合等.
正整数集、实数集、正方形集
为了更有效地使用集合语言, 我们需要进一步学习集合的有关知识.
导入情境1:中国古代四大发明
播放视频
导入情境2:中国四大名著
从具体实例中抽象出集合的概念
中国古代四大发明:包含造纸术、印刷术、火药、 指南针
中国四大名著:包含《三国演义》、《水浒传》、《西游记》、《红楼梦》
人们常会将一些研究对象组成一个整体, 并且用“集合”这个词表示这个整体.
通过回顾旧知建立知识衔接,降低认知门槛;借助"四大发明""四大名著"等文化情境激发学习兴趣,渗透课程思政,增强文化自信;从学生熟悉的具体实例中抽象出集合概念,体现数学抽象的思维过程。
新知讲授
集合与元素的概念
集合:一般地,由某些确定的对象组成的整体称为集合,简称为集.
元素:组成这个集合的对象称为这个集合的元素.
例如:在"情境与问题"中,指南针、造纸术、火药和印刷术都是四大发明组成集合的元素;《西游记》《水浒传》《红楼梦》《三国演义》都是四大名著组成集合的元素.
集合与元素举例
集合表示
元素
1~10 之间的所有偶数
2、6、8、10
地球上的七大洲
亚洲、欧洲、北美洲、南美洲、南极洲、非洲、大洋洲
地球上的四大洋
太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋
集合通常用大写字母表示(如A、B、C)
元素通常用小写字母表示(如a、b、c)
元素与集合的关系
关系
语言描述
记法
读法
属于
a是集合A中的元素
a属于集合A
不属于
a不是集合A中的元素
a不属于集合A
元素的特性
美丽的风景(主观感受,无统一标准)VS 大于5的实数/1.8米以上学生(标准客观,数据可验证)
确定性:给定一个集合,它的元素必须是确定的.
假设一个班级里有30个学生, 集合中由:小明, 小红, 小兰,...,每个名字代表一个学生,且每个名字在这个集合中只出现一次.
互异性:集合中的元素必须是互不相同的.
如果有一个家庭有四个成员:父亲, 母亲, 儿子, 女儿,我们可以表示为集合.
无论家庭成员的名字如何排列,集合代表的家庭成员数量和身份不变.
父亲, 母亲, 儿子, 女儿、母亲, 女儿, 父亲, 儿子 为同一个集合
无序性:集合中的元素是无先后顺序的.集合中的任何两个元素都可以交换位置.
概念理解 以下哪些能构成集合?
(1)大于3的自然数 (2)某班个子高的同学 (3)方程 的实数解 (4)接近零的数 (5)中国的所有直辖市 (6)好看的花
新知速记
1.基本概念
由某些确定的对象组成的整体称为集合.
组成集合的对象称为这个集合的元素.
2.元素与集合的关系
①属于,记为 a ;②不属于,记为 a
3.集合的特性
集合中的元素必须满足三个特性:确定性、互异性和无序性.
集合的分类
有限集:可以数出元素数量的集合,含有有限个元素的集合.
无限集:数不清元素数量的集合,含有无限个元素的集合.
空集:不含任何元素的集合,记作∅,空集也是有限集.
集合分类举例
有限集举例:小于6的所有自然数;方程 的所有实数解
无限集举例:所有的平行四边形组成的集合;不等式 的所有解组成的集合
空集举例:方程 的实数解组成的集合
强调思考
数字0与空集有什么区别?有什么关系?
0是数字/元素,∅是空集是集合
常用数集及其记法
由数组成的集合称为数集.
正整数集:或
自然数集:N(含0)
整数集:Z(包含负整数、0、正整数)
有理数集:Q(包含整数、正、负分数)
无理数集:无限不循环小数 如π、
实数集:R(包含有理数集、无理数集)
集合
非负整数集(自然数集)
正整数集
整数集
有理数集
实数集
符号
N
或
Z
Q
R
新知速记
4.集合的分类
①有限集:含有有限个元素的集合;
②无限集:含有无限个元素的集合;
③空集:不含任何元素的集合,记为∅.
5.常用数集及其记法
集合
非负整数集(自然数集)
正整数集
整数集
有理数集
实数集
符号
N
或
Z
Q
R
分层拆解概念,遵循“定义—表示—关系—性质—分类—专用符号”由浅入深的认知逻辑,符合中职学生由简单到复杂的接受规律;
正反实例对比区分“能构成集合/不能构成集合”,把抽象的“确定性”转化为直观可判断的标准,化解抽象思维薄弱的学情短板;
结合生活实例、数学方程实例讲解互异性、无序性,让学生直观理解集合元素规则,避免死记硬背;
采用表格梳理常用数集、对比0与∅,可视化区分易混淆知识点,直击本节课教学难点;
每讲完一个知识点配套简短小提问即时反馈,及时检验学生理解程度,防止知识漏洞堆积。
案例分析
例1判断下列对象能否组成集合?
(1)小于6的所有自然数;
(2)方程 的所有实数解;
(3)所有的平行四边形;
(4)某班级中所有高个子同学.
解:(1)因为小于6的自然数包括0,1,2,3,4,5这五个数,它们是确定的对象,所以可以组成集合;
(2)解
因式分解得 解得或
因为方程的实数解是−4和1, 它们是确定的对象,所以可以组成集合;
(3)因为平行四边形的特征是确定的, 因此满足此特征的对象是确定的,所以可以组成集合;
(4)因为高个子没有具体标准, 对象不是确定的,所以不能组成集合.
例2方程 的所有实数解组成的集合为 A ,则−2 ___ A ,5___ A (用符号“∈ ”或“∉“填空).
解:因为
所以
因为
所以
例3用符号“ ”或“”填空:
0 __∈_ N; −3 _∈__ Z; 0.5 ___ Z;
例题分层设计,第一题侧重 “确定性” 判断,夯实教学重点;第二题训练从属符号运用;第三题综合数集符号辨析,层层递进,实现知识点综合运用;
例题兼顾生活实例、一元二次方程、实数分类,打通生活与数学知识,帮助学生建立知识应用场景;
完整规范书写解题步骤,给学生提供标准答题模板,规范答题逻辑。
学以致用
1.下列对象能构成集合的是( )
A.同学们喜欢的书籍 B 非常接近1的数
C.绝对值小于2的所有实数
D.商场里漂亮的衣服
解:A."喜欢"标准主观,不符合集合元素的确定性
B."非常接近"无明确范围,不符合集合元素的确定性
C.满足集合三要素
D."漂亮"是主观判断,不符合集合元素的确定性
答案:C
2.下列集合中,属于无限集的是( )
A.一年中所有月份组成的集合
B.所有大于−3且小于4的整数组成的集合
C.所有正实数组成的集合
D.由 的解组成的集合
解:A.一年中所有月份组成的集合共有12个元素,是有限集
B.所有大于−3且小于4的整数有−2, −1,0,1,2,3,组成的集合共有6个元素,是有限集
C.正实数不可列举,是无限集
D.由 的解是−2,2,组成的集合共2个元素,是有限集
答案:C
3.设由“我和我的祖国”中的所有汉字组成集合A,则A中的元素个数为______.
解:因为集合里的元素是互异的
“我和我的祖国”这句话里有“我”、“和”、“的”、“祖”、“国”这五个不同的汉字
组成的集合A中共5个元素
答案:5
例题结束后设置轻量化基础小题,即时当堂检测基础知识点掌握情况,起到过渡缓冲作用;
题目覆盖三大核心考点,难度偏低,面向全体学生,尤其是基础薄弱学生,让学困生获得答题成就感,提升数学学习信心;
以选择题形式降低答题难度,快速完成课堂反馈,便于教师快速掌握全班整体学情,调整后续课堂练习节奏。
课堂练习
1.下列各语句中的对象能否组成集合?如果能组成集合,写出它的元素.如果不能组成集合, 请说明理由.
(1)某校汉字录入速度快的学生;
(2)某校汉字录入速度为90字符/分钟及以上的所有学生;
(3)方程 的所有实数解;
答案: ,−1
(4)大于−5且小于5的整数;
答案:−4, −3, −2, −1,0,1,2,3,4
(5)大于3且小于1的所有实数;
(6)非常接近0的数.
2.下列说法正确的个数为 ( )
①质数的全体可以组成集合;
②著名科学家的全体可以组成集合;
③大于3的自然数可以组成集合;
④方程 的所有解可以组成集合.
A.1 B.2 C.3 D.4
答案:B
3.下列关系正确的为( ).
答案:D
4.下列关系正确的为 ( ) .
答案:CD
5.用符号“∈ ”或“∉“填空
(1) −1_______N ;0.5_______N ;0_______
答案:、∉、∉
(2)
(3)
(4)
6.判断下列集合是有限集还是无限集.
(1)你所在班级的所有同学组成的集合;
(2)方程 的所有正整数解组成的集合;
(3)小于3的所有整数组成的集合;
(4)数轴上表示大于0且小于1的所有点组成的集合.
解:(1)有限集.班级的学生数量是有限的,因此这个集合是有限的.
(2)有限集.解集是空集,空集是有限集.(3)无限集.(4)无限集.
实行分层练习设计,基础题保障全员掌握核心知识,易错题针对性突破本节课难点(空集、数集符号混淆),兼顾分层学情;
学生独立动笔完成,实现 “讲练结合”,改变单纯教师讲授的被动学习模式,提升学生动手、动脑能力;
练习涵盖本节课全部知识点,实现知识全覆盖巩固。
课堂小结
以思维导图形式可视化呈现知识逻辑,清晰区分重难点,帮助学生记忆核心内容。
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
一、集合与元素
集合:确定的对象组成的整体;元素:组成集合的对象
表示:集合—大写字母A、B、C…;元素—小写字母a、b、c…
二、元素与集合的关系 a∈A(属于) a∉A(不属于)
三、元素的特性 确定性、互异性、无序性
四、集合的分类 有限集、无限集、空集(∅)
五、常用数集 N、、Z、Q、R
简洁精炼,只保留核心定义、符号、结论,方便学生快速抓取核心知识点。
11、 教学反思
本节课采用表格梳理常用数集、对比0与,可视化区分易混淆知识点,直击本节课教学难点;
每讲完一个知识点配套简短小提问即时反馈,及时检验学生理解程度,防止知识漏洞堆积。
本节课采用“定义+正反实例+即时练习”模式,针对中职学生具象思维特点,大量生活化、数学例题辅助理解,多数学生能掌握确定性判断;
难点采用对比突破:模糊描述vs标准定量描述、0与∅表格对比、数集范围表格对比,直观区分易混淆知识点。
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