摘要:
该高中数学教学设计聚焦集合间的基本关系,涵盖子集、真子集、集合相等、空集等核心概念及Venn图应用。通过类比实数大小关系,回顾元素与集合的属于关系,搭建从元素层面到集合关系的认知桥梁。
此资料以实例探究为核心,通过A={1,2}与B={1,2,3}等具体案例抽象子集概念,结合Venn图发展直观想象,辨析∈与⊆培养逻辑推理,有序写子集提升分类讨论能力。助力学生深化概念理解,为教师提供清晰教学路径,高效突破重难点。
内容正文:
人教A版 1.2 集合间的基本关系 高一 教学设计-2026-2027学年 数学 必修第一册
课型
课题
集合间的基本关系
课型
新授课
教材版本
人教A版
授课年级
高一
册次
必修第一册
章节
第一章 1.2
课时
1课时
教学方法
讲授法与探究法结合
教学准备
多媒体课件、Venn图模板
教学目标
见学习目标确定栏目
教学重点
子集、真子集、空集概念与符号
教学难点
∈与⊆的区别及空集规定
教学过程
见学习活动设计栏目
板书设计
见板书设计栏目
作业布置
教材课后练习
教学反思
见教学反思与改进栏目
学情分析
学生已掌握集合的概念与表示
知识基础
集合的表示方法
核心素养
数学抽象、逻辑推理
备注
教学内容分析
本节课是人教A版必修第一册第一章1.2节"集合间的基本关系"。学生在上一节已经学习了集合的概念与表示方法,能够用列举法和描述法表示集合,并理解元素与集合的属于关系。本节在此基础上,进一步研究集合与集合之间的关系,内容包括子集、真子集、集合相等、空集等核心概念,以及Venn图的引入与应用。这些概念是学习后续集合运算(交集、并集、补集)的重要基础,也是理解函数定义域、值域等知识的前提。教材通过类比实数的大小关系,引导学生从元素层面出发,自然过渡到集合层面的包含关系,体现了从特殊到一般、从具体到抽象的研究路径。
学习目标确定
1. 能准确说出子集、真子集、集合相等、空集的定义,用符号⊆、⫋、=、∅正确表示集合间的基本关系,发展数学抽象素养。
2. 能画出Venn图表示集合间的包含关系,体会图形语言对理解抽象概念的作用,提升直观想象能力。
3. 能区分属于关系∈与包含关系⊆的本质不同,理解空集是任何集合子集的规定及其合理性,增强逻辑推理能力。
4. 能按元素个数有序写出有限集合的所有子集和真子集,发展有序思考与分类讨论的数学能力。
学习重点难点
重点:子集、真子集、空集的概念与符号表示,集合相等的双向包含判定方法,用Venn图表示集合间的包含关系。
难点:属于关系∈与包含关系⊆的本质区别,空集是任何集合子集这一规定的理解,含参集合关系中端点值的取舍判断。
【教学重点】
子集、真子集、空集的概念与符号;集合相等的双向包含判定;Venn图表示集合间关系。
学习活动设计
1. 复习导入(约5分钟)
教师引导学生回顾上一节所学的集合概念与表示方法,重点复习元素与集合的属于关系a∈A。教师指出,实数之间有大小关系(如3<5),类比地,集合之间也存在类似的关系。由此引出本节课的研究主题——集合间的基本关系。学生活动:回顾集合概念,思考集合之间可能存在的关系。设计意图:通过类比实数关系,激发学生探究集合关系的兴趣,为从元素层面过渡到集合层面搭建认知桥梁。
2. 新知探究(约20分钟)
子集概念
教师给出具体实例:设A={1,2},B={1,2,3}。引导学生观察发现,集合A中每一个元素(1和2)都是集合B的元素。在此基础上,教师给出子集的定义:一般地,对于两个集合A,B,如果集合A中任意一个元素都是集合B中的元素,就称集合A为集合B的子集,记作A⊆B(或B⊇A),读作"A包含于B"(或"B包含A")。教师强调定义中"任意一个"的含义,即A中所有元素都属于B,无一例外。学生活动:观察实例,理解子集定义,尝试用符号表示A⊆B。
Venn图
教师介绍Venn图的概念:在数学中,经常用平面上封闭曲线的内部代表集合,这种图称为Venn图。教师在黑板上画出表示A⊆B的Venn图,在大圆内部画一个小圆,小圆代表集合A,大圆代表集合B。学生跟随教师在学案上画出同样的Venn图。设计意图:通过图形直观帮助学生理解抽象的包含关系,培养数形结合的意识。
集合相等
教师给出实例:设A={x|x是小于4的正整数},B={1,2,3}。引导学生验证A中的元素1,2,3都是B的元素,即A⊆B;同时B中的元素1,2,3也都是A的元素,即B⊆A。由此引出集合相等的定义:一般地,如果集合A的任何一个元素都是集合B的元素,同时集合B的任何一个元素都是集合A的元素,那么集合A与集合B相等,记作A=B。也就是说,若A⊆B且B⊆A,则A=B。教师强调集合相等需要双向验证,缺一不可。学生活动:验证实例中的双向包含关系,理解集合相等的判定方法。
真子集
教师回到A={1,2},B={1,2,3}的例子,指出A⊆B成立,但元素3∈B且3∉A,即A不等于B。由此引出真子集定义:如果集合A⊆B,但存在元素x∈B且x∉A,就称集合A是集合B的真子集,记作A⫋B(或B⫌A),读作"A真包含于B"(或"B真包含A")。教师引导学生辨析子集与真子集的区别:真子集比子集多了一个条件——A中至少缺少B中的某个元素。学生活动:比较子集与真子集的异同,加深理解。
空集
教师引导学生思考方程x²+1=0在实数范围内的解集。该方程无实数解,其解集中不含任何元素。由此引出空集定义:一般地,把不含任何元素的集合叫做空集,记为∅。教师强调规定:空集是任何集合的子集,即∅⊆A对任意集合A成立。设计意图:通过具体实例帮助学生理解空集概念的必要性,并接受空集作为子集的合理规定。学生活动:思考无解方程的解集,理解空集概念。
重要结论
教师引导学生归纳两条重要结论:其一,任何一个集合是它本身的子集,即A⊆A;其二,对于集合A,B,C,如果A⊆B且B⊆C,那么A⊆C。教师指出这与实数大小关系的自反性和传递性类似,帮助学生建立知识间的联系。学生活动:归纳总结,与实数性质类比。
∈与⊆的区别
教师强调{a}⊆A与a∈A的区别:前者是集合与集合之间的包含关系,后者是元素与集合之间的属于关系。例如,当A={1,2,3}时,{1}⊆A表示集合{1}是A的子集,而1∈A表示元素1属于A。两者研究对象不同,不可混淆。设计意图:针对学生易混淆点进行专项辨析,降低后续解题错误率。学生活动:辨析两对关系,举例说明区别。
3. 例题与巩固(约15分钟)
例1:写出集合{a,b}的所有子集和真子集。
解:按元素个数从少到多有序写出。0个元素的子集为∅;1个元素的子集为{a},{b};2个元素的子集为{a,b}。所以{a,b}的所有子集为∅,{a},{b},{a,b},共4个。真子集为∅,{a},{b},共3个(去掉自身{a,b})。
例2:已知集合A={x|x<3},B={x|x≤3},判断A与B的关系。
解:对于A中任意元素x,由x<3可得x≤3,故A⊆B。但3∈B且3∉A,所以A≠B。因此A⫋B。
练习:
1. 写出集合{1,2,3}的所有子集。
解:∅,{1},{2},{3},{1,2},{1,3},{2,3},{1,2,3},共8个。
2. 判断下列关系是否正确:①∅⊆{0};②0∈{0};③{0}⊆{0}。
解:①正确,空集是任何集合的子集;②正确,0是集合{0}的元素;③正确,任何集合是自身的子集。
4. 课堂小结(约3分钟)
教师引导学生梳理本节核心概念:子集(A⊆B)、真子集(A⫋B)、集合相等(A=B,需A⊆B且B⊇A)、空集(∅)。强调∈与⊆的区别、空集是任何集合子集的规定,以及写子集时按元素个数有序列举的方法。学生活动:自主梳理知识框架,补充完善笔记。
5. 布置作业(约2分钟)
完成教材课后练习第1~3题。
板书设计
1.2 集合间的基本关系
一、子集 A⊆B(或B⊇A) 二、真子集 A⫋B(或B⫌A) 三、集合相等 A=B(A⊆B且B⊇A)
四、空集 ∅(∅⊆A,∀集合A) 五、Venn图(大圆含小圆)
六、重要结论:A⊆A;A⊆B且B⊆C ⇒ A⊆C 注意:∈与⊆的区别
教学反思与改进
本节课通过类比实数大小关系引入集合间的包含关系,整体思路清晰,学生对子集和真子集的概念掌握较好。在Venn图环节,部分学生对图形语言的理解仍有困难,后续应增加更多图形练习,让学生动手画图加深体会。∈与⊆的区别是本节难点,部分学生在综合题中仍会混淆,需要在后续练习中反复强化,可通过对比练习巩固。空集作为子集的规定,学生虽然能记住结论,但对"规定"的合理性理解不够深入,后续可结合实际意义进一步阐释。例题中写子集的有序性训练效果良好,但部分学生仍会遗漏∅,需要持续提醒"先写空集再写其他"的有序策略。含参集合关系中端点取舍的问题在本节课仅作初步渗透,后续在习题课中需专门设计变式训练加以强化。
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