【理工金課】武漢理工大學材料研究與測試方法、熱能與動力機械測試技術、光電技術
《材料研究與測試方法》
一、課程簡介
《材料研究與測試方法》是為武漢理工大學材料科學與工程、無機非金屬材料工程、材料物理、材料化學、新能源材料與器件、復合材料與工程等材料學科各專業本科生開設的一門專業核心課程。課程概述了現代材料分析技術中Ｘ射線衍射分析、電子顯微分析、熱分析、振動光譜及Ｘ射線光電子能譜分析等測試方法的起源與發展、基本原理、儀器結構與功能、分析方法及應用等知識，是解決材料化學組成、微觀形貌、物相結構和宏觀性能之間關系的重要課程。課程教學采用啟發式、研討式和目標激勵式教學方式，使學生全面掌握世界前沿的材料表征技術，建立在其科學研究或社會生產中的重要性意識。課程先后被評為武漢理工大學精品課程和精品在線開放課程，湖北省線上一流課程和國家級線上線下混合式一流本科課程（國家“金課”）。
二、團隊簡介
課程負責人為材料研究與測試中心趙素玲老師，團隊成員包括方德、沈春華、鄧兆、聶曉蕾四位老師，均為高級職稱，年齡結構上為中、青年相結合，以青年教師為主，都有著8年以上的教學和儀器管理經驗且分別為電子顯微分析、譜學和X射線衍射分析方面專家。他們愛國愛黨、愛崗敬業、師德高尚、業務精湛，是具有創新精神的教學團隊，主要開展材料學科本科生《材料研究與測試方法》及《材料研究與測試方法實驗》的教學工作。團隊成員獲得的主要教學成果有全國無機非青年教師講課比賽二等獎、2018年教育部第二批產學合作協同育人項目結題優秀且被鑒定為省級教學研究項目、2020年第一批教育部產學合作協同育人項目等。
三、課程特色
1、利用一流材料學科平臺“把科研優勢轉化為教學優勢”
開展科研實際案例教學，把最新材料研究表征技術引入到課堂，將世界前沿技術與材料研究相結合。
2、構建以學生為中心，以問題、目標導向為牽引的線下教學方式
通過研討式教學，實現了教師在課堂上對學生的引領和指導作用，通過生生、師生之間交流與互動，學生的主體身份得以加強。
3、線上線下混合式教學模式的課程體系設計
學生自主定義學習路徑，以中國大學MOOC在線開放課程為載體，在線上進行個性化學習，為線下課堂教學提供全方位、立體化的支持。
4、課程考核方法的改革創新
以學生個體為出發點，加大了過程性評價在總評成績中的比例，建立科學有效的課程評價體系。
四、創新成果
1、調動了學生主動學習的積極性
通過以學生為中心的啟發式、研討式和目標激勵式教學，讓學生了解材料表征在科學研究或社會生產中的重要性。
2、提高了學生的學業挑戰度
學生需完成課程論文、ppt匯報等具有挑戰性的學習任務，在培養學習興趣的同時，提升了他們獨立思考能力和自主學習能力；
3、提升了學生的思維品質及創新能力
課程思政融入課堂，通過科技倫理教育使學生養成尊重科學事實，誠信做人、誠實做事的品質；通過科學思維方法的培養提升學生追求科學真理、潛心研究、刨根問底的意識；通過敬業使命擔當的教育提升學生科技強國的責任感和使命感，培養學生精益求精的大國工匠精神；通過課程在材料學科的定位出發培養學生的創新、奉獻和團隊合作精神。
五、應用示范
該課程于2017年以SPOC課程正式上線愛課程網，對校內所有師生開放，共開放4期，每期選課人數均超300人；2019年，課程升級為慕課（MOOC），對全社會開放，截至目前，已開設MOOC課程5期，除本校外，有中國科學技術大學、華南理工大學、北京理工大學、東華大學、東北大學、南京理工大學、南京郵電大學、哈爾濱理工大學、桂林電子科技大學等50余所高校師生選擇學習該課程，受眾人數近2萬人。
材料研究與測試方法教學新模式實施幾年來，教學育人成果逐步顯現，產學聯動暢通，人才培養質量穩步上升，受到武漢理工大學材料學院、材料國際化示范學院和其他兄弟院校以及社會的認可。得益于課程的教學，在最近兩屆全國無機非基礎知識競賽中我校材料學科學生有不俗表現，獲得一等獎及二等獎多項。
六、建設計劃
今后，本課程的線上資源將繼續面向社會每年在春季和秋季免費定期開放兩次，并將增加 “測試技術背景知識介紹”“實驗數據處理軟件及案例分析”等特色板塊，增加習題和單元測試題庫中有深度、有難度、有挑戰度的題目，及時回答學生提問，進一步加強和學生之間的互動。在線下課程建設方面，豐富實際案例教學內容和提升學生進行數據分析的能力，加強學生數據處理軟件的學習，進一步提升學生對課程學習的熱情。
建設課程思政體系，將弘揚淡泊名利、潛心研究的奉獻精神，追求真理、嚴謹治學的求實精神，敢為人先、勇攀高峰的創新精神，胸懷祖國、服務人民的愛國精神教育融入課堂，實現立德與樹人、育人與育才的有機結合。
課程鏈接：http://www.icourse163.org/course/WHUT-1205968809
《熱能與動力機械測試技術》
一、課程簡介
《熱能與動力機械測試技術》是武漢理工大學能源與動力工程專業的專業必修核心課程，該課程始創于1957年的《內燃機測試技術》，經過60余年的發展，課程于2020年被認定為首批國家級線下一流本科課程。該課程圍繞能源與動力系統相關的測試技術展開，主要內容包括測量的基礎知識、誤差分析理論和傳感器原理，以及溫度、壓力、轉速和功率、流速和流量、液位、氣體成分分析、振動和噪聲等參數的測量方法、測試系統和工程應用實踐。熱能與動力機械測試技術是現階段該領域進行各種科學實驗研究和工業生產過程參數測量必不可少的手段，也是未來新型能源與動力系統發展的關鍵技術手段之一。
二、團隊簡介
以課程和團隊的可持續發展為目標，本課程建立了學緣、知識、年齡、職稱結構合理的教學團隊。課程教學團隊由3位主講教師、1位助課教師和1位實驗教師組成，團隊中的3位主講教師和1位助課教師均具有工學博士學位，其中教授1人（課程團隊負責人），副教授1人，講師2人；考慮到本課程側重于實驗測試和實踐應用的特點，另外安排了1位具有碩士學位和實驗師專業技術職稱的教師負責實驗教學工作。依托本課程，教學團隊的人才培養成效顯著，目前已培育學校能源與動力工程專業特色專業責任教授1名，學校青年教學名師1名。
三、課程特色
1、體現科技前沿成果和行業轉型升級的教學內容
結合團隊成員的研究成果，緊密追蹤能源與動力系統轉型升級帶來的測試技術變化，不斷更新和補充課程教學內容，突破教材限制，突出了課程的創新性。
2、知識、能力、素質有機融合的自主試驗設計環節
在教學中引入開放式的自主試驗設計環節，實現學生在知識學習、能力提升和素質培養上的有機融合，突出了課程的高階性。
3、多元化的教學資源學習渠道和學生成績評價方法
基于學校網絡教學平臺建設了完備的線上課內教學資源和線上拓展教學資源，實行課程評價方式來源多樣化，采用線上與線下結合、課內與課外結合、過程與效果結合、平時和期末結合的綜合考核方法，突出了課程的挑戰度。
四、創新成果
本課程通過以學生為中心的教學理念、教學方法和教學資源的革新升級，解決了有限教學學時和豐富教學內容之間的矛盾、較高實踐能力要求與單一實踐教學手段之間的矛盾、以及不斷涌現的新測量方法和技術與相對陳舊的教材部分內容之間的矛盾，完成了基于“兩性一度”（創新性、高階性、挑戰度）提升的課程教學改革與實踐，取得了一批標志性創新成果：所屬的能源與動力工程專業獲批國家級一流本科專業建設點；承擔省級教研項目1項和校級重點教研項目1項并順利通過驗收；獲批校級課程思政示范項目1項；培育校級特色專業責任教授1名和青年教學名師1名；指導學生獲省級以上各類學科競賽獎4項；實現科研設備轉化為教學實驗資源5臺套；改造實驗項目2項。
五、應用示范
1、課程線上教學資源使用率高
課程線上教學資源面向本校所有學生，豐富的教學資源滿足了學生對學習時間和空間的需求，教學資源使用率大幅增長。自2018年上線以來，利用網絡教學資源學習的學生達2.48萬人次。
2、教學效果獲得學生積極評價
第三方評估機構麥可思出具的《武漢理工大學社會需求與培養質量年度報告》數據顯示：依托豐富的教學資源、靈活的教學方式和全面的考核評價方式，本課程培養效果滿足度穩步提升。
3、積極開展新一輪教學實踐
在2021年的課程教學實施中，積極開展專業課課程思政教學實踐，以及將 “兩性一度”拓展為“兩性兩感兩度”（創新性、高階性、挑戰度、參與度、沉浸感、收獲感）提升的新一輪教學實踐，效果良好。
六、建設計劃
1、課程教學內容和課程體系優化
根據測試技術發展趨勢及一流本科建設要求，適時修訂教學大綱，適當增加新能源動力系統測試技術內容，建立教學案例資源庫，開展課程虛擬實驗開發。
2、課程教學手段和教學方法創新
繼續探索和優化線上和線下兩種教學手段相融合的混合式教學模式，通過案例研討式教學、翻轉課堂、加強學生教學過程參與度等方式開展教學理念和方法的改革創新與實踐。
3、學生積極性和創新能力培養
以全面提升學生工程能力為目標，積極鼓勵并支持學生開展以本課程為基礎的校級、省級、國家級自主創新活動。
4、課程教學團隊人才梯隊建設
吸收青年教師作為助教和授課教師，打造年齡結構合理的核心教學團隊，不斷提高課程教學團隊成員的整體素質和教學質量。
《光電技術》
一、課程簡介
光電技術作為高等院校光電信息科學與工程、應用物理、測控技術與儀器、電子信息科學與技術等專業的一門專業基礎課，課程所包含的內容是相關專業學生應具備知識結構的重要組成部分。
光電技術課程以光電探測器為主線，使學生理解光電探測器原理、結構和特性，熟悉常用光電探測器及應用，掌握光電探測器偏置電路設計及信號處理方法，達成光電信息系統應用、設計、分析和評價的高階性，引導學生發揮“奇思妙想”，積極參與光電創新實踐活動。
光電技術是獲取光子信息或借助光子提取其他信息的重要手段，已滲透到了現代科技、經濟、軍事、文化、醫學等領域的各個方面，從探究遙遠星球的探測器到發射的各類衛星、從關乎國家安全的國防裝備到與生命健康息息相關的醫療設備，再到日常生活中的家用電器課程。
二、團隊簡介
課程團隊由楊應平、胡昌奎、胡靖華、陳夢葦、賈信庭等5位老師組成，課程負責人是光電信息科學與工程國家級一流本科專業建設點、首批國家級線上線下混合式一流本科課程光電技術、湖北省線上一流本科課程光電技術、湖北省高校優秀基層教學組織負責人。
課程團隊承擔了本校光電信息科學與工程、電子信息科學與技術和應用物理(試點班)的光電技術A、光電技術B、光電信息技術實驗、光電實訓等課程的教學任務。
近5年，團隊成員主持省部級教研項目4項、教育部產學合作協同育人項目2項、校級教研項目3項；發表教研論文5篇，獲授權光電教學儀器專利3項；主編出版《光電技術》《光電技術實驗》《光電信息技術實踐教程》等3部教材；獲省級教學成果二等獎1項，校級教學成果一等獎1項；指導本科生獲湖北省大學生優秀科研成果一等獎1項，獲湖北省優秀學士學位論文獎2篇，獲全國大學生光電設計競賽三等獎3項。
三、課程特色
課程緊扣國內外光電探測器發展及應用動向，面向工程應用，引入光電探測器及光電系統工程的相關教學案例，達成光電信息系統應用、設計、分析和評價的高階性；引導學生發揮“奇思妙想”，積極參與光電創新實踐活動。結合立體化教材建設，打造線上、線下內容豐富、系統完整、功能齊全、科學實用的立體化課程教學體系。
課程通過講（課堂講授）、查（查閱文獻資料）、做（做工程應用調研）、演（學生課堂）、論（撰寫大論文）和三維主體（老師-學生、學生-學生和團隊成員）、三維時間（課前、課中和課后）、三維空間（教室、網絡和社會）有效結合，拓展教學時間與空間，實現多種教學方法的全覆蓋。課程更注重教學與科研相互融合，全方位多渠道實現教學科研成果的相互轉化。
課程穿插融入光電探測器的發明及發展歷程，并結合光電探測器在“神舟”“天宮”“嫦娥”等各種航空航天設備以及“殲20”“武直19”“華為終端”等國防和民用裝備中的應用案例，凸顯課程的問題導向性、思想性、科學性和時代性，厚植家國情懷，激發使命擔當。
四、創新成果
在教學中引入案例設計、小組報告、以問題為中心的教學模式，通過“在線學習”和“討論式教學”的融合，實踐線上線下混合式教學模式的探索。充分激發學生的學習興趣，提升學生的自主學習能力，切實提高學生的學習時效。
以典型光電信息系統的應用設計案例作為教學主線，加強師生、生生互動和小組討論，培養學生的文獻閱讀習慣和團隊協作意識，提升學生光電系統設計和解決實際問題的能力，助力創新型人才培養。
五、應用示范
課程團隊編著出版的3部配套教材，自主研制的象探測器、位置敏感探測器、彩色線陣CCD、光電倍增管等4種綜合實驗教學設備，設計的多種用于課程設計的基礎模塊。這些資源在校內外得到推廣使用，許多高校采用了編著的教材和開發的實驗教學設備，并得到好評。
課程線上內容從2017年9月開始，在愛課程（中國大學SPOC和MOOC）運行了8個學期，高校師生和社會學習者參與度高，應用范圍廣，應用效果顯著，產生較大的社會影響力，具體如下：國內華東師范大學、太原理工大學、天津工業大學等31所高校引用本課程線上資源開設了SPOC；吸引了山東大學、北京理工大學、北京交通大學等100多所高校學生和社會學習者參與課程學習；北京工業大學、暨南大學、云南大學等20多所高校教師發郵件交流并使用相關教學資料；總計選課人數一萬七千多人。
六、建設計劃
持續探索課程思政，將家國情懷、科學觀和個人品格融入到光電技術的課堂教學中；修訂再版光電技術理論和實驗課教材，將教材打造為新形態一體化教材；繼續將科研成果轉化為課程教學內容；開發具有挑戰度的課程設計項目。
依托中國大學慕課+慕課堂，持續更新課程內容及相關自測、習題、作業等課程資源和拓展資源。
激發學生的學習自主性和積極性。在線課程的教學平臺提供更豐富、更鮮活的資源，引導學生進行自主探討，研究探索，進行深層次學習。
推動課堂教學模式的改革。以學生視角設計與優化課程教學活動，增加更多實踐環節，使學生更多了解相關領域的知識和進展；積極鼓勵學生自主學習與合作，提高分析問題和解決問題的能力、工程實踐能力。
