1.1 集合的概念教学设计-2026-2027学年高一上学期数学人教A版必修第一册

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年级

高一年级

学科

数学

教师

 

课题

1.1 集合的概念

教学目标

数学抽象

通过第十五届全国运动会竞赛大项、班级学生等真实实例,经历从具体对象中概括共同属性的过程,理解集合与元素的概念,体会集合语言的简洁性与准确性。

逻辑推理

通过辨析典型实例,归纳集合元素的确定性、互异性与无序性,并能运用互异性进行分类讨论与检验,解决含参数的问题。

数学运算

理解元素与集合的属于关系,能正确使用符号对元素与集合的关系进行表示和判断;熟记常用数集的记号,能用列举法、描述法规范地表示集合。

直观想象

借助示意图直观理解元素与集合的关系,体会图形语言在刻画集合时的作用,发展数形结合意识。

教学重难点

重点:集合的含义,元素与集合的关系,列举法与描述法。

难点:元素特性的理解与运用(特别是利用互异性求参数),描述法中代表元素与共同特征的确定。

教学过程

教师活动

学生活动

导入新课

教师:同学们,2025年11月,第十五届全国运动会在粤港澳三地圆满举行。老师把其中部分竞赛大项写在卡片上:游泳、田径、跳水、体操、乒乓球……像这样把这些大项放在一起看,它们就组成了一个"整体"。

教师:再看几个例子:我校2026级高一年级的全体学生;平面内到定点O的距离等于定长的所有点;联合国安全理事会的常任理事国。

教师提问:这些"整体"有什么共同特点?数学上如何简洁地表示它们?由此引出课题并板书。

学生观察素材,感受生活与体育赛事中的各种"整体"。

学生思考、讨论,尝试用自己的语言概括这些对象的共同特点,带着问题进入新课。

新课讲授 一、集合与元素的概念

教师:一般地,我们把所研究的范围内确定的、不同的对象的全体叫作集合(简称集),组成集合的每个对象叫作这个集合的元素(简称元)。

教师:判断下列每组对象能否构成集合:(1) 十五运会设置的竞赛大项;(2) 全班个子较高的同学;(3) 不超过30的所有素数。

师生归纳:判断对象能否构成集合,关键是看标准是否确定。"竞赛大项""不超过30的素数"标准明确,能构成集合;"个子较高"没有明确标准,不能构成集合。这就是集合元素的确定性。

例1 考察下列每组对象,能不能构成集合?

(1) 2025年第十五届全国运动会的所有竞赛大项;

(2) 平面内到定点O的距离等于定长1的所有点;

(3) 比较接近1的数;

(4) 2026年1月1日前我国发射的全部载人飞船。

答案 (1)(2)(4)能构成集合,(3)不能构成集合。

解析 (1)竞赛大项是明确的对象,能构成集合;(2)"到定点O的距离等于定长1"标准确定,能构成集合;(3)"比较接近"没有明确标准

学生结合小学、初中的已有经验判断每组对象,并说明理由,概括出"标准确定"这一关键。

学生独立完成例1,同桌互评,明确判断能否构成集合的依据是确定性。

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,不满足确定性,不能构成集合;(4)载人飞船是确定的、可以逐一列举的对象,能构成集合。

 

新课讲授 二、元素与集合的关系

教师:如果a是集合A的元素,就说a属于A,记作;如果a不是集合A的元素,就说a不属于A,记作。

如图1,元素a、b都在集合A内,即;元素c在集合A外,即。

图1  元素与集合的关系

教师:设集合B表示十五运会设置的竞赛大项,请大家用符号表示"体操"与B、"校园广播操"与B的关系。

师生共同订正:体操,校园广播操。符号∈与∉书写时要规范,不能写错方向。

学生理解属于关系的含义,观察图1,直观感受"元素在集合内、集合外"两种情形。

学生动手用符号表示元素与集合的关系,同桌互相检查书写是否规范。

新课讲授 三、集合中元素的三个特性

教师:引导学生回顾导入实例与例1,归纳集合元素的三个特性:确定性、互异性、无序性。

互异性:一个给定集合中的任何两个元素都必须是互不相同的对象;无序性:集合中元素的排列次序不影响集合本身,如与表示同一个集合。

例2 已知集合,若,求实数a的值。

答案 a=0。

解析 由,分三类讨论:

① 若,则,此时,,元素1重复出现,与互异性矛盾,舍去;

② 若,则或。当时,,符合题意;当时,,元素1重复出现,舍去;

③ 若,则或,由①②知均使元素1重复出现,舍去。

综上,。利用互异性求参数时,求出后必须逐个检验。

学生分组讨论例2,尝试分类讨论,体会互异性在解题中的检验作用。

两名学生板演,其余学生独立完成,师生共同订正书写格式与分类标准。

新课讲授 四、常用数集

教师:为了书写方便,数学上规定了常用数集的记法:

非负整数集(自然数集):;正整数集:;整数集:;有理数集:;实数集:。

教师:快问快答:0与、0.5与、与的关系分别是什么?

师生明确:,,。注意中不含0,使用时不要与混淆。

学生快速抢答,熟记五个常用数集的记号,注意区分与。

学生在学案上独立完成符号判断,并互相核对。

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