陳文梅
【摘要】本文是作者在歷年的《中職數(shù)學(xué)》集合章節(jié)教學(xué)過程中,根據(jù)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的困擾和經(jīng)常出現(xiàn)的一些錯誤,結(jié)合中職升高職的考試大綱以及具體的教學(xué)情況所做的一些總結(jié)與探究,主要是引導(dǎo)、幫助學(xué)生靈活掌握集合的定義的理解及運用。
【關(guān)鍵詞】中職數(shù)學(xué) 集合 教學(xué)研究
【中圖分類號】G71 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)31-0153-02
集合是《中職數(shù)學(xué)》上冊第一章的內(nèi)容,也是整個中職數(shù)學(xué)的基礎(chǔ),在中職升高職的技能高考文化科目的考試中,集合也是必考內(nèi)容之一,所以,學(xué)習(xí)好集合知識是非常重要也是非常必要的。在學(xué)習(xí)集合的過程中,中職生由于自身數(shù)學(xué)基礎(chǔ)比較薄弱、學(xué)習(xí)習(xí)慣和方法不太科學(xué),學(xué)習(xí)中會遇到諸多困難或困擾,筆者將總結(jié)多年來在《中職數(shù)學(xué)》教學(xué)中的經(jīng)驗,針對在教學(xué)過程中易出現(xiàn)的問題、注意事項一一分析、研究,與讀者共勉。
一、集合的概念——實例導(dǎo)入,理解定義
中職生學(xué)習(xí)集合是在一年級的第一學(xué)期,此時學(xué)生剛參加完軍訓(xùn),對“集合”一詞并不陌生。我通過軍訓(xùn)來導(dǎo)入:“軍訓(xùn)時,第一方陣的教官通知集合。哪些同學(xué)會聽從第一方陣的教官的指令整隊、集合?”
學(xué)生很活躍:“第一方陣的同學(xué)會集合!”
“那第二方陣、第三方陣的同學(xué)會不會也聽從第一方陣教官的指令來整隊、集合呢?”
“不會?!?/p>
“同學(xué)們,這說明集合的對象具有確定性,屬于第一方陣的同學(xué)就會整隊集合,不屬于第一方陣的同學(xué)就不會整隊集合。這就是我們今天要給大家講的——集合?!睆亩黾系母拍睿簩⒛承┐_定的對象集中在一起構(gòu)成的一個整體就是集合,而集合中的每一個對象叫做元素。
接下來我會給出一些對象讓學(xué)生判斷是否能組成集合:
1.英文的26個字母
2.某班級個子高的男生
3.小于5的自然數(shù)
4.好看的電影
由此加深學(xué)生對確定性的理解:第一個和第三個能組成集合,而第二個和第四個不能組成集合,因為“個子高”和“電影好看與否”沒有明確的規(guī)定,因而對象不確定,所以不能組成集合。
集合的無序性則可以通過讓某個同學(xué)列舉他的家庭成員(如一個五口家,包括爺爺,奶奶,爸爸,媽媽,自己),從而例證集合只講究所包含的是哪幾個元素,針對這個例子,只講究這個家里包含這樣5個人,而不會計較5個人的排列順序,即集合中的元素的排列順序是無關(guān)緊要的。
通過列舉自己的家庭成員時,同一個人說兩遍說三遍也是一個家庭成員,因此,同一個家庭成員只需要說一遍,這樣很自然地引入了集合的第三個性質(zhì)——無重復(fù)性。
這樣,通過在課堂上列舉一些每個學(xué)生生活中解手可及的例子,就能很好地讓學(xué)生理解集合的概念并掌握集合的三個性質(zhì):確定性、無序性、無重復(fù)性。
二、集合包含的元素個數(shù)——緊扣定義,理解單元素集合和空集
生活中,“集合”是一個動詞,提到集合,必定是多個對象,最少也是2個。比如幾個朋友相約一起吃飯,會約“什么時間什么地點集合”,而一個人去吃飯是不用集合的。
而在數(shù)學(xué)中“集合”是一個名詞。那數(shù)學(xué)中的“集合”的對象,即元素個數(shù)是不是也必須是2個或2個以上呢?
為了幫助學(xué)生理解集合可以包含的元素個數(shù),我會采用啟發(fā)式:“數(shù)控15301班的班主任是誰?”
“曾暉老師。”
“那數(shù)控15301班的班主任能不能構(gòu)成一個集合?”
學(xué)生紛紛搖頭,他們認(rèn)為只有一個元素不能構(gòu)成集合。那只有一個集合到底能不能構(gòu)成集合呢?
“數(shù)控15301班的班主任是曾暉老師,這個事情確不確定?”
“確定!”
“既然確定,那就符合集合的定義——將某些確定的對象集中在一起構(gòu)成的一個整體,就是集合。在集合的定義中只強(qiáng)調(diào)了確定性,卻沒有強(qiáng)調(diào)數(shù)量,“某些”,不一定非要兩個或兩個以上,因此只有一個確定的對象也能構(gòu)成集合。”
通過緊扣集合的定義,讓學(xué)生順利接受單元素集合。
對于空集,學(xué)生一般很難理解。但是在理解單元素集合后,再來理解空集的定義就會更容易一些。
我曾經(jīng)給一些純男生班(如數(shù)控15301班)或純女生班(如學(xué)前15505班)上課,給他們講空集時,我會這樣引入:“數(shù)控15301班的女生能不能組成一個集合?”
學(xué)生面面相覷,班上沒有女生啊,肯定不能構(gòu)成集合??!
此時,我會再換一種問法:“數(shù)控15301班的女生有幾個?”
“沒有?!?/p>
“數(shù)控15301班沒有女生,這個事情確不確定?”
“確定!”
好,既然確定,那就符合集合的定義。從而引出空集的概念:不含任何元素的集合叫作空集,記作?準(zhǔn)。
當(dāng)然,對于既有男生又有女生的班級,老師可以通過舉一些易于理解的例子——大于5小于3的整數(shù),從而引入空集的概念。
在講解集合可以包含多少個元素時,一定要緊扣定義,讓學(xué)生順利理解單元素集合和空集,為后續(xù)的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。
三、區(qū)分交集和并集——學(xué)科融合,語義結(jié)合
中職生在剛接觸交集、并集時,對于課本上利用數(shù)學(xué)術(shù)語和數(shù)學(xué)符號給出的交集、并集的概念完全看不懂,更搞不明白為什么要這樣算才是交集,為什么要那樣算才是并集。
一般而言,語文是中職生覺得最簡單、最容易學(xué)的學(xué)科,因為從上幼兒園開始就在學(xué)語文,學(xué)了十幾年,對于語文文字的理解是比較容易掌握。為了幫助學(xué)生理解什么是交集、什么是并集,我將融合語文和數(shù)學(xué)兩個學(xué)科,先理解什么是交,什么是并,再來理解交集和并集。
在百度百科中給出的“交集”解釋如下:
交集,指不同的事物、感情聚集或交織在一起,即不同的情感、事物同時出現(xiàn)。在“交集”這個詞中,強(qiáng)調(diào)“交”,同時。在數(shù)學(xué)術(shù)語“交集”中,強(qiáng)調(diào)兩個集合中“同時出現(xiàn)”的元素,即兩個集合中所有公共的、共同的元素組成的集合,即為兩個元素的交集。
在漢語中,有很多含有“并”字的詞語,合并、兼并、并行不悖等。合并,指的是將兩個主體A、B或多個主體A、B、C……合成一個新的主體,即這個新主體包含被合成的這多個主體A、B或A、B、C……,因此,合并是一個化多為一的過程,即新主體既包含主體A的對象,又包含主體B的對象,……
對應(yīng)于數(shù)學(xué)中的“并集”,即將集合A和集合B中的所有元素全部合在一起構(gòu)成一個新的集合,這個新的集合就是A和B的并集。
通過這樣的語義解釋之后,絕大部分學(xué)生就能很好地理解交集和并集是什么了,而且能總結(jié)出:求交集后,交集的元素個數(shù)會小于或等于兩個集合的元素個數(shù)中較小的那個個數(shù);求并集后,并集的元素個數(shù)會大于或等于兩個集合的元素個數(shù)中較大的那個個數(shù)。
但還存在一個問題,雖然學(xué)生能理解交集和并集是什么,也會求兩個集合的交集和并集,卻不能區(qū)分它們的符號表示,即錯誤地認(rèn)為∪表示交集、∩表示并集,這樣算了半天,全是反的,竹籃打水一聲空,白辛苦一場。
此時,我將引導(dǎo)學(xué)生觀察并集∪、交集∩的區(qū)別:∪的符號開口向上,如同一支杯口朝上的杯子,可以倒水進(jìn)來,水會變多,即元素會變多,因此是并集;∩的符號開口向下,如同一支杯口朝下的杯子,水不會變多,即元素不會變多,因此是交集。
四、類似區(qū)分——根據(jù)定義,注重細(xì)節(jié)
(一)區(qū)分元素和單元素集合——穿不穿馬甲不一樣
元素和單元素的寫法很相近,但是也有區(qū)別:
元素用小寫的英文字母表示,沒有花括號;而單元素集合一定有花括號,花括號里寫上唯一的那個元素。正所謂,穿不穿馬甲是不一樣的。
舉例,5是元素,而{5}是一個只包含一個元素的單元素集合,兩者是完全不一樣的兩個個體。
但兩者之間也有著很密切的聯(lián)系:元素與具有相同元素的單元素集合之間具有從屬關(guān)系,即a∈{a}。
舉例:5∈{5}, 0∈{0}
(二)區(qū)分{0}與?準(zhǔn)——有就是有,沒有就是沒有
很多學(xué)生在看到{0}和?準(zhǔn)之后,認(rèn)為兩者是同一個集合,因為在大家的潛意識里,0就是沒有,沒有不就是空集了嗎?但事實是:{0}包含一個元素,空集不包含任何對象,兩者是完全不一樣的。正所謂,有就是有,沒有就是沒有,這也是{0}與?準(zhǔn)的區(qū)別。
由此,0∈{0},0?埸?準(zhǔn)。
(三)區(qū)分{x|a 這兩個集合是不同的兩個集合,前者比后者少包含兩個數(shù),即兩個端點a和b 。 (四)區(qū)分{x|a {x|a 五、養(yǎng)成習(xí)慣,書寫規(guī)范 不管哪個學(xué)科,都有自己的書寫規(guī)范或約定,這樣,便于我們識別、書寫與計算,也利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那髮W(xué)精神與學(xué)習(xí)態(tài)度。 在集合中有這樣一些書寫習(xí)慣: 1.表示集合時,不管是列舉法還是描述法,必須用花括號括起來,而不能用小括號或中括號; 2.用列舉法表示集合時,元素之間必須用逗號來分隔,而不能用逗號或空格來分隔。 參考文獻(xiàn): [1]李廣全,李尚志.數(shù)學(xué):基礎(chǔ)模塊(上)[M].北京:高等教育出版社,2013 [2]張景斌. 數(shù)學(xué):基礎(chǔ)模塊(上)[M].北京:語文出版社,2013 [3]房艮孫.中等職業(yè)教育課程改革國家規(guī)劃新教材:數(shù)學(xué)(基礎(chǔ)模塊)(上)[M].北京:人民教育出版社,2011