◎支文妍 (甘肅省臨洮縣第二中學,甘肅 定西 730500)
根據(jù)高中數(shù)學教材,集合是初學階段的內容,有輔助后續(xù)學習的作用.在考核高中學生文化課學習水平的過程中,必然會考查集合知識,考卷中一定會出現(xiàn)集合問題.因此,對高中學生而言,全面掌握集合知識,并能夠運用知識解決集合問題是非常關鍵的.然而,部分學生的學習基礎較差,沒有良好的學習習慣和科學的學習方式,所以當面對較難的集合知識的,會有所退縮,學習效果自然不理想,在解決數(shù)學集合問題方面,也存在不盡如人意的地方,對后續(xù)的學習造成負面效應.基于此,高中數(shù)學教師應當認識到學生的薄弱點,充分了解他們對學習集合知識的擔憂,從實際層面入手,對學生實施教學工作,并且引導他們解決數(shù)學集合問題,從而緩解學生的畏難情緒,推動他們將所學知識應用于解決實際問題的過程中.
作為數(shù)學知識體系的重要內容,集合的地位比較獨特,其基本理論在數(shù)學的所有領域中都有所滲透.幾何、數(shù)列、不等式、函數(shù)等都涉及了集合知識,而集合問題也是考卷中必然會出現(xiàn)的內容.因此,對于高中學生而言,要想學好數(shù)學,全面掌握集合知識并有效解決集合問題是前提.可見,集合問題在高中數(shù)學教學中的重要性,其對學生的未來學習之路會產生重要影響.所以,當前高中數(shù)學教師要仔細研究教材,理順集合知識的教學思路,并融入集合問題,讓學生逐漸形成數(shù)學思維,擁有良好的解題能力.
雖然集合知識屬于高中數(shù)學的基礎知識,但是學習起來,仍然具有一定難度.集合知識相對難以透徹理解,導致學生的學習興趣嚴重不足,因此阻礙了集合問題的有效解決.對此,高中數(shù)學教師應當充分發(fā)揮教學動能,結合學生實際情況,采取趣味化的教學方式,重新激起學生的學習動力,使他們更加積極主動探究集合知識,并自主實踐研究集合問題,尋找良好的解決思路.
高中的數(shù)學教材是學生學習的重要參考,其中關于集合知識和例題的介紹,對學生學習具有重要影響.所以,高中數(shù)學教師應當認識到教材的重要性,并對其進行合理運用,使學生逐步形成良好的解決集合問題能力.
現(xiàn)如今,我國已經進入信息化時代,信息技術在更多的行業(yè)中被推廣運用.在教育教學領域中,信息技術也逐漸深入課堂,其中最為典型的便是利用多媒體技術教學.高中數(shù)學教師對集合知識和相關問題予以傳授、解答時,也要結合多媒體技術,創(chuàng)設教學情景,使學生準確掌握解答集合問題的方法.
高中數(shù)學教材中的集合知識和集合問題不是單一存在的,與其他學科具有一定聯(lián)系.例如,語文學科中博大精深的語言文字,可以幫助學生更好地理解集合的概念以及定理,并且能夠幫助學生讀懂集合問題題干給出的已知條件;借助英語字母,集合中的某些字符可以被字母代替,顯得更加清晰明了等.
分析集合知識可知,其主要包括文字語言、符號語言、圖形語言三種.其中,文字語言主要是指將數(shù)學知識內容用合理、易理解的語言進行描述,從而使學生能夠更深入地探索這一知識.符號語言與主要集合知識有一定的內在聯(lián)系,集合的數(shù)量關系可以用符號進行描述.圖形語言與符號語言有著相同的作用,其主要作用是數(shù)學圖形來描述集合知識內容,使抽象的內容變得簡單、具體、直觀,便于學生學習、理解.高中數(shù)學集合內容有著不同的語言表達方式,通過語言的轉化,使學生的學習效率以及學習能力有所提升,有利于學習目的的實現(xiàn).學生在審題的過程中,要學會靈活地運用不同語言,從多個角度進行分析,從而取得顯著的學習效果.除此之外,多多練習也是強化理解、提高解題效率的有效途徑.
集合知識看起來通俗易懂,但許多知識點都與集合有著密不可分的關聯(lián),甚至其他學科中也多多少少會涉及數(shù)學集合問題,所以學生應學好集合知識.有些學生認為集合問題不難,因此,沒有認真學習,忽略了很多問題,最終導致出現(xiàn)錯誤.為提高解題效率,在學習集合過程中應明確地掌握集合性質以及集合內涵.
集合作為高中數(shù)學重要知識內容之一,雖然知識點不多,但卻是學習難點,很多集合題目不只是涉及集合知識,還涉及其他方面的內容.在解決集合問題時,要將“集合”看成一個整體,每個元素都有著不同的含義和性質,主要從以下三個方面分析:第一,確定性.集合的確定性主要是指其元素都是固定的,并非隨意一個元素.第二,無序性.集合的各個元素是沒有順序的.第三,互異性.如果存在兩個及以上相同的元素,那也只能看作一個元素,這充分地體現(xiàn)了集合的互異性.在解決集合問題的過程中,只有搞清楚集合元素的性質才能進行下一步解答,可以有效地降低出錯率.
集合蘊藏著豐富的數(shù)學內容,學生在學習集合的過程中能夠培養(yǎng)自己的數(shù)學思維,利用數(shù)學思維進行實際問題的解決.等價轉化、分類討論、數(shù)形結合等都是解決集合問題的有效方式,可見集合的內容豐富,涉及廣泛.只有不斷深入挖掘集合知識的內涵,理清解題思路才能實現(xiàn)舉一反三的學習效果,這對學生思維發(fā)展有很大的促進作用,同時也能培養(yǎng)學生自主學習意識,推動學生的全面發(fā)展.
通常情況下,學生剛進入高中學校,便會接觸到集合知識.此時學生的軍訓生涯剛完結不久,較熟悉“集合”一詞.在軍訓時期,教官每天都會吹口哨,并伴隨著“集合”的聲音,學生已經非常習慣“集合”.所以,高中數(shù)學教師可以結合學生軍訓經驗,向他們講授“集合”的概念和定理,為后續(xù)解決集合問題奠定良好基礎.首先,教師在導入環(huán)節(jié),可以借助軍訓經驗,依托多媒體設備,播放學生的軍訓視頻,并向學生提出自己已經設計好的問題:“教官在組織軍訓時,通知第一方陣的學生,要求他們立即集合,那么是否全部同學都要對該教官的指令完全聽從,進而立即整隊,集合完畢呢?”只見學生回答“不是所有同學都必須立即集合,只有那些處于第一方陣的同學,才需要聽從教官的指揮”.隨后,教師可以立即引出集合的概念“同學們,下面請聽老師的講解,剛剛你們也說過負責為第一方陣的同學進行軍訓的教官,發(fā)出集合指令,那么第一方陣的同學就必須聽從指揮,而其他同學則不必立即列隊,由此可見,在集合中,其擁有確定的對象.從數(shù)學的角度來看,集合指的是對象確定,并且有多個,它們相互集結,并且形成一個整體,其中用元素代指每一個對象”.
在對集合基本概念有一定認識之后,高中數(shù)學教師可以向學生提出問題,即判斷以下案例中是否存在集合組成的可能:(1)、、等英文字母,共有26 個;(2)某個班級內,學生中個子較高的人;(3)自然數(shù)中,比5 小的部分;(4)我國已經放映的電影中,觀影體驗較好的電影.學生根據(jù)所學的集合概念,首先分析上述案例中是否具有確定的對象,即集合元素.據(jù)此可知,(2)、(4)中對象不確定,“高個子”“觀影體驗”等判斷標準不明確,因此組成集合的可能性不存在.而(1)、(3)中可以找到確定的對象,英文字母的個數(shù)已經明確是26 個,不會是25 個,也不可能是27 個;而小于5 的自然數(shù)只有0,1,2,3,4,所以可以形成集合.這樣,學生在腦海中對集合的概念形成了更加深刻的認識,有利于指導后續(xù)集合問題的解決.
關于交集、并集的知識,學生最初學習時,感到難以理解,對于相關的數(shù)學符號無法做出區(qū)分,更不用說解決交集、并集的實際問題.對此,高中數(shù)學教師應當充分發(fā)揮聯(lián)想的能力,與其他學科銜接,簡化交集、并集的概念難度,使它們變得淺顯易懂.通常來說,在高中學生群體中,他們認為學校開設的學科中,最簡單、最容易理解的學科便是語文.因為我國的母語是漢語,學生從小便已經接觸語文學習,直到進入高中,他們已經擁有十幾年的語文學習和實踐經歷,對于文字性內容的理解,難度不大.所以,高中數(shù)學教師可以聯(lián)系語文學科,讓學生對“交”和“并”形成大致理解之后,再向他們傳授交集、并集的概念,并且引導學生完成練習題目.“交”指的是相交,各種事物、情感等雖然存在一定區(qū)別,但其中又有相通之處.在數(shù)學概念中,交集則是指在兩個或多個集合中,存在相同的元素,這樣會使學生容易理解集合的“交集”概念.而“并”在漢語中更多代指并行、合并、兼并等,其中合并是將多個完全不同的主體重新排列組合,形成全新的集合.所以,合并的過程是將多個單獨的個體再次化為“一”.由此與高中數(shù)學教材中的“并集”相對應,可知,給定集合、集合等多個集合,把它們所有的元素合并在一起構成的集合,即為并集.借助語文學科的內容,對交集和并集進行解釋之后,學生的理解更加深刻.
數(shù)學教師可以趁熱打鐵,提出問題,讓學生解答.例如,現(xiàn)在有三個集合,={1,2,3,4}、={2,3,4,5}、={4,5,6},請分別列舉出上述集合中的交集和并集.此時,高中數(shù)學教師應當逐步引導學生,將該問題進行解答.首先,教師讓學生回想所學的交集和并集的概念以及特征.之后仔細觀察上述三個集合,能夠很快發(fā)現(xiàn),集合與集合中存在2、3、4 三個相同的元素,而集合與集合中存在4、5 兩個相同的元素,所以可以得出∩={2,3,4};∩={4,5};集合與集合中存在一個相同元素4,則∩={4};三個集合都有的元素是4,所以∩∩={4}.而集合、集合、集合的并集:∪={1,2,3,4,5};∪={2,3,4,5,6};∪={1,2,3,4,5,6};∪∪={1,2,3,4,5,6}.教師要提醒學生注意:求集合的并集時,同時屬于兩個集合的公共元素,在并集中只列一次(讓學生思考為什么?).通過這種方式,使學生對基礎的交集、并集問題都能夠理解并解決.
對高中學生來說,想要有效解決數(shù)學集合問題,首先應當能夠讀懂其中給出的條件,做出正確的分析.在教學過程中,高中數(shù)學教師需要對學生逐步引導,讓他們能夠區(qū)分出集合問題中比較容易混淆的條件.例如,數(shù)與數(shù)對在相關問題中,就存在很多相似的地方,學生理解起來存在一定困難,需要教師進行輔助,將其中的異同點為學生講解清楚,并引導他們能夠舉一反三,有效區(qū)分不同的解題條件.下面以例題進行詳細闡述.
有兩個不同的集合,{|=+1}與{(,) |=+1},對二者的關系進行判斷.許多學生初見時,認為它們具有相等的關系,便草草寫下自己的答案.但實際上,通過仔細觀察,便可以發(fā)現(xiàn)二者之間的不同.這就需要數(shù)學教學教師具備良好的教學能力,引導學生逐步思考,準確定位兩個集合的不同之處,從而獲得準確的答案.首先,教師向學生提問:“同學們,你們再認真看看,這兩個集合的區(qū)別在哪里?”學生運用所學知識對比分析之后,紛紛踴躍回答:“前面的集合屬于數(shù)集,而后面的集合屬于數(shù)對集.它們并不是像之前所說的,具有平等關系,而是不平等的.”然后,數(shù)學教師向學生強調,解題時要注意集合的描述法中表示元素的形式.
綜上所述,學生步入高中學校之后,在數(shù)學學習方面,首先接觸的便是集合知識.學生學好集合的相關內容,不論是解決集合問題,還是推動后續(xù)學習,均能夠起到良好的作用.但是現(xiàn)實中,由于集合內容比較抽象,他們在理論知識的掌握方面已經存在短板,更不用說解決集合問題了.鑒于此,在實際教學過程中,高中數(shù)學教師應當從學生實際著手,找尋學生在集合知識板塊上的薄弱點以及切實需求,從而展開有針對性地教學.在引導學生掌握理論知識的基礎上,以良好的數(shù)學思維,高超的解題能力,深入探究集合問題的答案,為后續(xù)的學習奠定堅實基礎.