【理工金课】材料研究与测试方法、热能与动力机械测试技术、光电技术
发布：2022-01-05 11:41 来源：教务处
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《材料研究与测试方法》
一、课程简介
《材料研究与测试方法》是为武汉理工大学材料科学与工程、无机非金属材料工程、材料物理、材料化学、新能源材料与器件、复合材料与工程等材料学科各专业本科生开设的一门专业核心课程。课程概述了现代材料分析技术中Ｘ射线衍射分析、电子显微分析、热分析、振动光谱及Ｘ射线光电子能谱分析等测试方法的起源与发展、基本原理、仪器结构与功能、分析方法及应用等知识，是解决材料化学组成、微观形貌、物相结构和宏观性能之间关系的重要课程。课程教学采用启发式、研讨式和目标激励式教学方式，使学生全面掌握世界前沿的材料表征技术，建立在其科学研究或社会生产中的重要性意识。课程先后被评为武汉理工大学精品课程和精品在线开放课程，湖北省线上一流课程和国家级线上线下混合式一流本科课程（国家“金课”）。
二、团队简介
课程负责人为材料研究与测试中心赵素玲老师，团队成员包括方德、沈春华、邓兆、聂晓蕾四位老师，均为高级职称，年龄结构上为中、青年相结合，以青年教师为主，都有着8年以上的教学和仪器管理经验且分别为电子显微分析、谱学和X射线衍射分析方面专家。他们爱国爱党、爱岗敬业、师德高尚、业务精湛，是具有创新精神的教学团队，主要开展材料学科本科生《材料研究与测试方法》及《材料研究与测试方法实验》的教学工作。团队成员获得的主要教学成果有全国无机非青年教师讲课比赛二等奖、2018年教育部第二批产学合作协同育人项目结题优秀且被鉴定为省级教学研究项目、2020年第一批教育部产学合作协同育人项目等。
三、课程特色
1. 利用一流材料学科平台“把科研优势转化为教学优势”
开展科研实际案例教学，把最新材料研究表征技术引入到课堂，将世界前沿技术与材料研究相结合。
2. 构建以学生为中心，以问题、目标导向为牵引的线下教学方式
通过研讨式教学，实现了教师在课堂上对学生的引领和指导作用，通过生生、师生之间交流与互动，学生的主体身份得以加强。
3. 线上线下混合式教学模式的课程体系设计
学生自主定义学习路径，以中国大学MOOC在线开放课程为载体，在线上进行个性化学习，为线下课堂教学提供全方位、立体化的支持。
4. 课程考核方法的改革创新
以学生个体为出发点，加大了过程性评价在总评成绩中的比例，建立科学有效的课程评价体系。
四、创新成果
1. 调动了学生主动学习的积极性
通过以学生为中心的启发式、研讨式和目标激励式教学，让学生了解材料表征在科学研究或社会生产中的重要性。
2. 提高了学生的学业挑战度
学生需完成课程论文、ppt汇报等具有挑战性的学习任务，在培养学习兴趣的同时，提升了他们独立思考能力和自主学习能力；
3. 提升了学生的思维品质及创新能力
课程思政融入课堂，通过科技伦理教育使学生养成尊重科学事实，诚信做人、诚实做事的品质；通过科学思维方法的培养提升学生追求科学真理、潜心研究、刨根问底的意识；通过敬业使命担当的教育提升学生科技强国的责任感和使命感，培养学生精益求精的大国工匠精神；通过课程在材料学科的定位出发培养学生的创新、奉献和团队合作精神。
五、应用示范
该课程于2017年以SPOC课程正式上线爱课程网，对校内所有师生开放，共开放4期，每期选课人数均超300人；2019年，课程升级为慕课（MOOC），对全社会开放，截至目前，已开设MOOC课程5期，除本校外，有中国科学技术大学、华南理工大学、北京理工大学、东华大学、东北大学、南京理工大学、南京邮电大学、哈尔滨理工大学、桂林电子科技大学等50余所高校师生选择学习该课程，受众人数近2万人。
材料研究与测试方法教学新模式实施几年来，教学育人成果逐步显现，产学联动畅通，人才培养质量稳步上升，受到武汉理工大学材料学院、材料国际化示范学院和其他兄弟院校以及社会的认可。得益于课程的教学，在最近两届全国无机非基础知识竞赛中我校材料学科学生有不俗表现，获得一等奖及二等奖多项。
六、建设计划
今后，本课程的线上资源将继续面向社会每年在春季和秋季免费定期开放两次，并将增加 “测试技术背景知识介绍”“实验数据处理软件及案例分析”等特色板块，增加习题和单元测试题库中有深度、有难度、有挑战度的题目，及时回答学生提问，进一步加强和学生之间的互动。在线下课程建设方面，丰富实际案例教学内容和提升学生进行数据分析的能力，加强学生数据处理软件的学习，进一步提升学生对课程学习的热情。
建设课程思政体系，将弘扬淡泊名利、潜心研究的奉献精神，追求真理、严谨治学的求实精神，敢为人先、勇攀高峰的创新精神，胸怀祖国、服务人民的爱国精神教育融入课堂，实现立德与树人、育人与育才的有机结合。
课程链接：http://www.icourse163.org/course/WHUT-1205968809
《热能与动力机械测试技术》
一、课程简介
《热能与动力机械测试技术》是武汉理工大学能源与动力工程专业的专业必修核心课程，该课程始创于1957年的《内燃机测试技术》，经过60余年的发展，课程于2020年被认定为首批国家级线下一流本科课程。该课程围绕能源与动力系统相关的测试技术展开，主要内容包括测量的基础知识、误差分析理论和传感器原理，以及温度、压力、转速和功率、流速和流量、液位、气体成分分析、振动和噪声等参数的测量方法、测试系统和工程应用实践。热能与动力机械测试技术是现阶段该领域进行各种科学实验研究和工业生产过程参数测量必不可少的手段，也是未来新型能源与动力系统发展的关键技术手段之一。
二、团队简介
以课程和团队的可持续发展为目标，本课程建立了学缘、知识、年龄、职称结构合理的教学团队。课程教学团队由3位主讲教师、1位助课教师和1位实验教师组成，团队中的3位主讲教师和1位助课教师均具有工学博士学位，其中教授1人（课程团队负责人），副教授1人，讲师2人；考虑到本课程侧重于实验测试和实践应用的特点，另外安排了1位具有硕士学位和实验师专业技术职称的教师负责实验教学工作。依托本课程，教学团队的人才培养成效显著，目前已培育学校能源与动力工程专业特色专业责任教授1名，学校青年教学名师1名。
三、课程特色
1. 体现科技前沿成果和行业转型升级的教学内容
结合团队成员的研究成果，紧密追踪能源与动力系统转型升级带来的测试技术变化，不断更新和补充课程教学内容，突破教材限制，突出了课程的创新性。
2. 知识、能力、素质有机融合的自主试验设计环节
在教学中引入开放式的自主试验设计环节，实现学生在知识学习、能力提升和素质培养上的有机融合，突出了课程的高阶性。
3. 多元化的教学资源学习渠道和学生成绩评价方法
基于学校网络教学平台建设了完备的线上课内教学资源和线上拓展教学资源，实行课程评价方式来源多样化，采用线上与线下结合、课内与课外结合、过程与效果结合、平时和期末结合的综合考核方法，突出了课程的挑战度。
四、创新成果
本课程通过以学生为中心的教学理念、教学方法和教学资源的革新升级，解决了有限教学学时和丰富教学内容之间的矛盾、较高实践能力要求与单一实践教学手段之间的矛盾、以及不断涌现的新测量方法和技术与相对陈旧的教材部分内容之间的矛盾，完成了基于“两性一度”（创新性、高阶性、挑战度）提升的课程教学改革与实践，取得了一批标志性创新成果：所属的能源与动力工程专业获批国家级一流本科专业建设点；承担省级教研项目1项和校级重点教研项目1项并顺利通过验收；获批校级课程思政示范项目1项；培育校级特色专业责任教授1名和青年教学名师1名；指导学生获省级以上各类学科竞赛奖4项；实现科研设备转化为教学实验资源5台套；改造实验项目2项。
五、应用示范
1. 课程线上教学资源使用率高
课程线上教学资源面向本校所有学生，丰富的教学资源满足了学生对学习时间和空间的需求，教学资源使用率大幅增长。自2018年上线以来，利用网络教学资源学习的学生达2.48万人次。
2. 教学效果获得学生积极评价
第三方评估机构麦可思出具的《武汉理工大学社会需求与培养质量年度报告》数据显示：依托丰富的教学资源、灵活的教学方式和全面的考核评价方式，本课程培养效果满足度稳步提升。
3. 积极开展新一轮教学实践
在2021年的课程教学实施中，积极开展专业课课程思政教学实践，以及将 “两性一度”拓展为“两性两感两度”（创新性、高阶性、挑战度、参与度、沉浸感、收获感）提升的新一轮教学实践，效果良好。
六、建设计划
1. 课程教学内容和课程体系优化
根据测试技术发展趋势及一流本科建设要求，适时修订教学大纲，适当增加新能源动力系统测试技术内容，建立教学案例资源库，开展课程虚拟实验开发。
2. 课程教学手段和教学方法创新
继续探索和优化线上和线下两种教学手段相融合的混合式教学模式，通过案例研讨式教学、翻转课堂、加强学生教学过程参与度等方式开展教学理念和方法的改革创新与实践。
3. 学生积极性和创新能力培养
以全面提升学生工程能力为目标，积极鼓励并支持学生开展以本课程为基础的校级、省级、国家级自主创新活动。
4. 课程教学团队人才梯队建设
吸收青年教师作为助教和授课教师，打造年龄结构合理的核心教学团队，不断提高课程教学团队成员的整体素质和教学质量。
《光电技术》
一、课程简介
光电技术作为高等院校光电信息科学与工程、应用物理、测控技术与仪器、电子信息科学与技术等专业的一门专业基础课，课程所包含的内容是相关专业学生应具备知识结构的重要组成部分。
光电技术课程以光电探测器为主线，使学生理解光电探测器原理、结构和特性，熟悉常用光电探测器及应用，掌握光电探测器偏置电路设计及信号处理方法，达成光电信息系统应用、设计、分析和评价的高阶性，引导学生发挥“奇思妙想”，积极参与光电创新实践活动。
光电技术是获取光子信息或借助光子提取其他信息的重要手段，已渗透到了现代科技、经济、军事、文化、医学等领域的各个方面，从探究遥远星球的探测器到发射的各类卫星、从关乎国家安全的国防装备到与生命健康息息相关的医疗设备，再到日常生活中的家用电器课程。
二、团队简介
课程团队由杨应平、胡昌奎、胡靖华、陈梦苇、贾信庭等5位老师组成，课程负责人是光电信息科学与工程国家级一流本科专业建设点、首批国家级线上线下混合式一流本科课程光电技术、湖北省线上一流本科课程光电技术、湖北省高校优秀基层教学组织负责人。
课程团队承担了本校光电信息科学与工程、电子信息科学与技术和应用物理(试点班)的光电技术A、光电技术B、光电信息技术实验、光电实训等课程的教学任务。
近5年，团队成员主持省部级教研项目4项、教育部产学合作协同育人项目2项、校级教研项目3项；发表教研论文5篇，获授权光电教学仪器专利3项；主编出版《光电技术》《光电技术实验》《光电信息技术实践教程》等3部教材；获省级教学成果二等奖1项，校级教学成果一等奖1项；指导本科生获湖北省大学生优秀科研成果一等奖1项，获湖北省优秀学士学位论文奖2篇，获全国大学生光电设计竞赛三等奖3项。
三、课程特色
课程紧扣国内外光电探测器发展及应用动向，面向工程应用，引入光电探测器及光电系统工程的相关教学案例，达成光电信息系统应用、设计、分析和评价的高阶性；引导学生发挥“奇思妙想”，积极参与光电创新实践活动。结合立体化教材建设，打造线上、线下内容丰富、系统完整、功能齐全、科学实用的立体化课程教学体系。
课程通过讲（课堂讲授）、查（查阅文献资料）、做（做工程应用调研）、演（学生课堂）、论（撰写大论文）和三维主体（老师-学生、学生-学生和团队成员）、三维时间（课前、课中和课后）、三维空间（教室、网络和社会）有效结合，拓展教学时间与空间，实现多种教学方法的全覆盖。课程更注重教学与科研相互融合，全方位多渠道实现教学科研成果的相互转化。
课程穿插融入光电探测器的发明及发展历程，并结合光电探测器在“神舟”“天宫”“嫦娥”等各种航空航天设备以及“歼20”“武直19”“华为终端”等国防和民用装备中的应用案例，凸显课程的问题导向性、思想性、科学性和时代性，厚植家国情怀，激发使命担当。
四、创新成果
在教学中引入案例设计、小组报告、以问题为中心的教学模式，通过“在线学习”和“讨论式教学”的融合，实践线上线下混合式教学模式的探索。充分激发学生的学习兴趣，提升学生的自主学习能力，切实提高学生的学习时效。
以典型光电信息系统的应用设计案例作为教学主线，加强师生、生生互动和小组讨论，培养学生的文献阅读习惯和团队协作意识，提升学生光电系统设计和解决实际问题的能力，助力创新型人才培养。
五、应用示范
课程团队编著出版的3部配套教材，自主研制的象探测器、位置敏感探测器、彩色线阵CCD、光电倍增管等4种综合实验教学设备，设计的多种用于课程设计的基础模块。这些资源在校内外得到推广使用，许多高校采用了编著的教材和开发的实验教学设备，并得到好评。
课程线上内容从2017年9月开始，在爱课程（中国大学SPOC和MOOC）运行了8个学期，高校师生和社会学习者参与度高，应用范围广，应用效果显著，产生较大的社会影响力，具体如下：国内华东师范大学、太原理工大学、天津工业大学等31所高校引用本课程线上资源开设了SPOC；吸引了山东大学、北京理工大学、北京交通大学等100多所高校学生和社会学习者参与课程学习；北京工业大学、暨南大学、云南大学等20多所高校教师发邮件交流并使用相关教学资料；总计选课人数一万七千多人。
六、建设计划
持续探索课程思政，将家国情怀、科学观和个人品格融入到光电技术的课堂教学中；修订再版光电技术理论和实验课教材，将教材打造为新形态一体化教材；继续将科研成果转化为课程教学内容；开发具有挑战度的课程设计项目。
依托中国大学慕课+慕课堂，持续更新课程内容及相关自测、习题、作业等课程资源和拓展资源。
激发学生的学习自主性和积极性。在线课程的教学平台提供更丰富、更鲜活的资源，引导学生进行自主探讨，研究探索，进行深层次学习。
推动课堂教学模式的改革。以学生视角设计与优化课程教学活动，增加更多实践环节，使学生更多了解相关领域的知识和进展；积极鼓励学生自主学习与合作，提高分析问题和解决问题的能力、工程实践能力。
（通讯员：寇帆 审稿人：徐言民）
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理工金课 | 材料工程基础、物流系统工程、XML与电子商务应用
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