随着信息技术的发展，基于慕课的教学模式逐渐成为高校教学改革的方向之一^{[1, 2]}。如何利用好慕课资源，开展有效的教学设计，也是改革的重点^[3]。根据文献检索和调研，发现各大慕课平台的慕课的内容结构与教材单元章节基本一致，而基于慕课的混合式教学也是按照教材中的单元结构逐一开展教学。虽然学生通过慕课学习，结合小组研讨和翻转课堂确实也激发了学生学习积极性，提升了学习的能力，但是由于没有突破教材单元章节的束缚，容易把知识变成“知识点”，导致学生“只见树木、不见森林”，难以培养学生的核心素养^{[4, 5]}。

化学学科的核心素养是将化学知识与技能的学习、化学思想观念的建构、科学探究与问题解决能力的发展、创新意识和社会责任感的形成等多方面的要求融为一体，体现化学课程在帮助学生形成未来发展需要的正确价值观念、必备品格和关键能力中所发挥的重要作用，包括“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”和“科学态度与社会责任”5个方面^[6]。落实核心素养是高中化学教学改革的目标，却在高校的化学教学改革中较少提及^{[7, 8]}。但是只有重视学生核心素养的提高，才能为学生日后的发展和成长奠定良好基础。素养教育时代的教师须从高处俯瞰学科知识体系，提升教学设计的站位，变关注“零碎知识点”为关注“大单元设计”^{[9, 10]}。大单元教学提倡在教师引导下学生围绕一个能统摄结构化知识的大概念、大项目、大任务或大问题，通过合作探究形成核心素养。目前高中的化学教学已经有大单元的教学设计，而高校的化学教学中，大单元教学设计比较少见。无机化学是高校化学、化工相关专业的第一门专业基础课，对大学生的化学学科核心素养的发展有着积极的促进作用。基于此，笔者结合慕课资源，针对无机化学中“零碎知识点”较多的“酸碱平衡”进行了大单元教学实践的初步探索。

我院工科专业使用的教材是《无机化学基础教程》^[11]，在酸碱平衡这一章中，分为“酸碱质子理论”“水的解离平衡和溶液的pH”“弱酸和弱碱的解离平衡”“盐的水解平衡”“缓冲溶液”等5个小单元。其中“水的解离平衡和溶液的pH”“弱酸和弱碱的解离平衡”“盐的水解平衡”均属于弱电解质的解离平衡，教材的小单元及教学目标如表 1所示。

然而五个小单元的教学中，通常会按照教材编排顺次独立教学，导致学生在学习中容易忽略“水”“弱酸和弱碱”“强酸弱碱盐和强碱弱酸盐”之间的内在联系，难以掌握水溶液中弱电解质解离平衡的本质规律，忽略“酸碱质子理论”的核心概念的理解，也没有进一步理解和应用化学平衡原理。这种“小单元”的教学难以提高学生化学学科的核心素养，不符合素养教育时代对教师提出的要求。基于此，笔者对这五个小单元进行整合，以“弱电解质的解离平衡”为主题进行大单元教学设计，以酸碱质子理论为引领，发展学生水溶液问题的认识思路；通过分析平衡的相关计算，帮助学生认识弱电解质解离平衡计算的基本规律；通过分析缓冲溶液的缓冲原理理解化学平衡的实际应用；通过小组任务的探究重点发展学生“变化观念与平衡思想”和“证据推理与模型认知”等化学学科核心素养，培养系统思维能力。大单元主题教学目标如表 2所示。

结合慕课学习和分组任务，开展智慧大单元教学模式，如图 1所示。在智慧大单元的教学模式中，通过慕课平台和教学智慧工具，记录学生的各项学习活动，包括线上学习、课前测、任务小结、课后测等，形成互动-评价-管理一体化机制，便于教师调整课堂讨论的重点，也帮助重视过程性评价。

(1) 学生通过慕课学习，初步理解酸碱质子理论、三种不同弱电解质的解离平衡和缓冲溶液。慕课学习内容将教材中5个小单元制作成3个学习视频，第一个视频是酸碱质子理论；第二个视频打破弱酸、弱碱平衡与水解平衡的界限，录制成一个教学视频；第三个视频是缓冲溶液。每个视频时长约10 min。学生在课堂学习之前进行慕课学习，通过约30 min的视频学习，初步了解大单元知识点。

(2) 教师基于课前测的检测效果，了解学生对弱电解解离平衡的理解程度。课前测的结果如图 2所示，从学习通上的记录来看，选择正确选项A的学生不足8%，说明学生对酸碱质子理论中的酸碱共轭关系理解不够透彻。酸碱质子理论中的酸碱共轭关系正是弱酸/弱碱的解离平衡与弱酸盐/弱碱盐水解平衡的内在联系。因此在课堂讨论中需要帮助学生形成平衡思想，找出本质规律。

(3) 教师设计讨论任务，小组共同探究。引导学生讨论酸碱质子理论相比电离理论的优越性，理解酸碱共轭关系；基于酸碱质子理论，引导学生理解水的解离、弱酸或弱碱解离，以及盐类水解等都是质子传递或转移的反应；基于化学平衡原理，学生推导三种弱电解质的平衡常数表达式；观察三种弱电解质平衡常数表达式，找出内在联系；基于化学平衡原理推导一元弱酸/一元弱碱的氢离子浓度/氢氧根离子浓度的计算公式；基于酸碱质子理论理解弱酸盐/弱碱盐水解平衡的本质，基于酸碱共轭关系推导弱酸盐/弱碱盐溶液中的氢离子浓度/氢氧根离子浓度的计算公式；引导学生基于化学平衡原理推导缓冲溶液pH计算公式，并理解缓冲溶液pH基本保持不变的原因。

(4) 小组代表总结：弱电解质解离平衡的规律，组间评分。

(5) 学生通过课后测，应用弱电解质解离平衡的规律进行计算。

在课堂教学中，以水中弱电解质的解离平衡为单元主题，给学生布置三个探究任务：第一，根据酸碱质子理论，水溶液中三种解离平衡的本质是什么？第二，基于化学原理与酸碱共轭关系推导三种解离平衡常数？第三，抗癌研究中需要模拟pH稳定的溶液，可以通过什么弱电解质溶液实现？组成特点？pH保持不变的原因？以酸碱质子理论为引领，引导学生利用化学反应原理与酸碱共轭关系充分理解弱电解质的解离平衡；以缓冲溶液为实例分析弱电解质的解离平衡的实际应用。在课堂小组任务中，学生通过探究形成“化零为整”的大单元知识点的结构，如图 3所示。

学生们在酸碱质子理论的基础上，理解三种弱电解质解离反应本质均为质子的传递，根据化学平衡的原理，揭示不同类型弱电解质解离平衡的标准平衡常数的内在联系，推导出水溶液中醋酸或氨水的平衡关系，实现旧知的巩固和迁移；并从具体实例推导一元弱酸或一元弱碱的平衡关系，形成证据-推理模型。引导学生回顾酸碱质子理论，理解醋酸根或铵离子水解的本质，依据醋酸或氨水的平衡关系和酸碱共轭关系推导醋酸根或铵离子的水解平衡关系，在旧知的迁移上加深对新知的理解，基于证据-推理模型，充分认识和理解弱酸盐和弱碱盐的水解平衡关系。以抗癌研究中模拟pH稳定体液环境为背景，提出pH稳定的溶液的问题，引入缓冲溶液的概念，引导学生探究缓冲溶液的组成与缓冲原理，则是应用弱电解质的解离平衡的实例，通过化学平衡原理分析维持pH稳定性。在探究过程中，充分应用了化学平衡原理与酸碱质子理论系，理解了水的解离平衡和水溶液中弱电解质的平衡规律。

为了考察初步使用智慧大单元的教学效果，笔者将2020级化工与制药与2021级化工与制药的课后测成绩进行对比，结果如图 4所示。

两个班的学生的地域性分布接近，人数相近。2020级学生虽然也使用了基于慕课的混合式教学，但是慕课视频内容与线下教学是按照教材的小单元结构依次开展，课堂探究时长，该大单元教学的时长共2学时。2021级修改了慕课内容，在视频学习中体现了“大单元”主题，使用大单元主题引导学生进行探究活动。课后测是考察酸碱平衡这一章的知识，两个年级课后测的内容相同。对比课后测成绩发现，2021级满分的人数比例增加超过20%，不及格的人数比降低。说明通过大单元主题的慕课视频学习和探究学习，不仅提高了学习效率，也增加了学习意愿。

在智慧大单元教学模式中，结合慕课资源，以大单元主题引导学生通过探究理解弱电解质的平衡规律。慕课视频融入人体体液酸碱性环境与疾病的关系，土壤酸碱性与农作物生长的关系为情境，课堂讨论中引入抗癌研究模拟pH稳定性体液环境的实际问题培养学生的“科学态度与社会责任”。基于化学平衡原理和酸碱质子理论，结合酸碱共轭关系推导醋酸根、铵离子的水解平衡，理解不同类型弱电解质的平衡本质和平衡规律，培养学生的“变化观念与平衡思想”。通过“微观探析”，从解离平衡的关系，推导氢离子和氢氧根离子浓度的计算公式，形成“宏观辨析”。通过醋酸、氨水的解离平衡推理一元弱酸、一元弱碱的解离平衡，通过醋酸根、铵离子水解平衡推理弱酸盐、弱碱盐的水解平衡，即通过“证据推理”形成弱电解质的“认知模型”。创新性打破教材小单元的模式，设计大单元主题慕课学习视频，以大单元主题进行小组探究，结合智慧工具进行互动、评价和反思，帮助学生更好地理解水溶液中弱电解质的平衡规律，很好地落实了化学学科核心素养，如图 5所示。

教学不仅仅是为了帮助学生理解知识，也要通过课堂教学活动落实学科的核心素养。通过“大主题”的学习揭示学习内容的本质规律，结合慕课学习和教学智慧工具完成线上线下学习活动，有助于提高学生的核心素养。结合慕课和信息技术，对教学内容进行整合进行大单元主题教学还只是初步尝试。无机化学的内容丰富，有很多教材的章节内容彼此独立又联系密切。如何从关注知识的教学转变到核心素养引领下的智慧大单元教学，需要教师深层次分析教材内容，修改线上学习资源，设计课前测和课堂探究任务，并且需要通过多次的实践与反思，才能得到理想的教学效果。