1. 引言
在国家创新驱动发展战略与高等教育改革深化的背景下，专创融合教育成为培养兼具专业素养与创新能力的复合型人才的重要途径。本文聚焦电气工程及其自动化专业，以“无线充电技术”为实践载体，探索基于项目制教学的双创人才培养模式[1] [2]。通过精准定位培养目标、重塑差异化教学框架、改革课程考核方式及搭建多元化实践平台，旨在破解传统教育中理论与实践脱节、创新创业教育体系不完善等关键问题。项目以“导师–硕士–本科”渐进式培养模式为核心，分阶段实施理论教学、科研实践与学科竞赛融合的教学策略，依托仿真软件、校企合作平台及科研项目资源，构建“理论奠基、实践强化、创新引领”的育人路径。通过分阶段调研、案例分析与成果转化，致力于形成可推广的专创融合教育方案，推动学生创新能力与工程素养的全面提升，为新能源领域输送高素质人才，助力高等教育高质量发展与创新型国家建设[3]。
2. 基于电气工程的专创融合教育理论
2.1. 专创融合教育理论框架
2.1.1. 专创融合教育理论概述
专创融合教育是一种将专业学术知识与创新创业技能相结合的教育模式，旨在培养学生的综合能力，使其成为既有专业技能又有创新精神的复合型人才。与单一的创新教育不同，后者通常只关注创新理论的传授，而忽略了专业知识的重要性。如果脱离了专业背景，创新教育就失去了根基。专业教育专注于传授专业技术领域的知识和技能，强调知识的内在逻辑体系。专创融合教育将两者有机地结合在一起，促进学生从单纯的“知识人才”向全面的“综合型人才”转变。通过基础教育、通识课程、专业教育、项目训练等多种途径和方式推进“双创”教育与专业教育深度融合，并贯之以项目研究式、案例分析式等多种教学模式，使“双创”教育覆盖到课程教学、课外实践、实习实训等各个环节，形成全员参与、整体推进的良好局面。
专创融合教育的核心可归纳为“专业教育为基、创新能力为核、创业能力为翼”，其本质是通过跨学科课程重构、实践迭代和资源整合，实现知识传授与能力培养的有机统一。结合CDIO (构思–设计–实现–运作)工程教育模式，本文提出“三维驱动模型”，三维即知识维度、能力维度、价值维度。在知识维度，以电气工程核心课程(如电力电子技术、电力系统分析)为基础，构建系统化知识体系；在能力维度，通过项目制教学培养技术应用、创新设计、团队协作等能力，例如在无线充电项目中要求学生完成从拓扑设计到原型开发的完整流程；价值维度中，强调社会责任与创业精神，如在项目中融入绿色能源理念，引导学生思考技术的社会价值。本文模式通过“渐进式分层培养”和“虚实平台融合”实现差异化创新，既保留学科深度，又拓展实践广度。
2.1.2. 专创融合教育时代背景
党的二十大报告强调实施科教兴国、人才强国、创新驱动发展战略，视创新为时代灵魂、创业为发展基石。高校是人才培养与科技创新的结合点，加强其创新创业教育对提升人才培养质量和实现高等教育高质量发展至关重要。创新驱动发展战略是国家发展的核心，随着“互联网+”和“中国制造2025”等战略的实施，我国对高素质人才的需求日益增长。为了支持“双创”运动，国家出台了一系列政策和措施，如《国务院关于大力推进大众创业万众创新若干政策措施的意见》《国务院关于加快构建大众创业万众创新支撑平台的指导意见》以及《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》等，这些政策为创新创业创造了良好的环境，促进了创新创业平台的建设，提供了创业孵化的支持，激发了创新创业热情。专业教育和创新教育融合(专创融合)程度的不断提升对于提高学生教育质量、满足行业对高质量人才需求，以及加快创新型国家建设等方面至关重要。
2.1.3. 专创融合教育与电气工程学科适配性
电气工程及其自动化专业与日常生活和工业生产紧密相关，并且特别强调实践能力的培养，因此在电气专业实施专创融合教育可以取得显著成效[4]。本文以“无线充电项目”为例，深入地探究基于项目制教学的电气工程及其自动化专业双创人才培养模式，从“加强师生创新创业教育，树立专创融合的教育理念”、“搭建创新创业平台，提高学生专创融合实践动手能力”等多个维度出发，通过专创融合构建“双创”教育生态链，开拓人才培养的新领域，将教学与科研、创新与知识产权、理论与实践有机结合[5]。探索了工程实践课程的教学方法，从课内到课外，从创新到创业，从理论到实践，与卓越工程师计划相结合，建立满足现代化教育事业发展的高效人才培养体系。
2.2. 电气工程专创融合教育的主要内容、培养目标和拟解决的关键问题
电气工程及其自动化专业作为当前社会发展过程中不可或缺的学科，其专业教育具有举足轻重的作用。电气工程及其自动化专业所面向的行业企业，注重学生的动手实践和创新创业能力。新能源电力、微电网互联等电力电子智能化发展对高校电气工程及其自动化专业人才培养提出了新要求。“专创融合”是在现代化教学改革背景下为推动高校强化工科生的实践创新教育，探索创新工程人才培养模式。在国家政策支持下，政府部门和高校共同出台了一系列实践创新政策，鼓励学术界与企业界合作开展实践创新活动。实践创新教育作为一种全新的教育模式，具有多元化的特点，强调理论学习与实践技能的结合，以创新为核心，产生既有创造性又具备实用性的成果，为社会发展贡献力量。专创融合教育改革的目标是将专业的学术知识与创新创业的技能相结合，培养具备创新精神和创业能力的人才[6]。本文以图1所示“无线充电系统”为例，结合国家发展战略和相关政策，在专业教育中融入创新创业的内容，采用案例分析、项目驱动、讨论式教学等方法，激发学生的学习兴趣和主动性，培养他们的创新能力和实践能力。通过建立多课程融合的无线充电系统工程案例，让学生将理论知识应用于工程实践，锻炼学生的创新创业能力，为高质量就业奠定基础。
Figure 1. Innovation and entrepreneurship talent cultivation model based on project-based teaching
图1. 基于项目制教学的电气工程及其自动化专业双创人才培养模式
2.2.1. 专创融合教育的主要内容
(1) 精准定位电气工程及其自动化专业的培养目标，深度融合专业教学与创新实践
电气工程及其自动化专业的学生培养应适应高新技术发展以及满足电气领域人才需求为目标，培养解决工程问题与突破科研瓶颈的创新型人才。在教学过程中，注重培养学生的创新意识和实践能力，通过理论教学，学生掌握无线充电技术领域的基础知识和前沿动态，了解无线充电当前的研究热点和发展趋势，明确研究方向和研究重点。通过多课程融合的无线充电系统的实践教学，使学生在实际操作中锻炼实践能力，提高解决实际问题的能力。无线充电系统涉及电磁场、自动控制原理和电力电子技术等多个课程的交叉与融合。此外，无线充电技术还包含着PWM控制技术、软开关技术和磁通曲线等抽象化概念，无线充电系统外电路的搭建有着拓扑结构多样化，特征波形多且复杂等特点。因此，解决无线充电面临的工程问题，是不断更新教学内容和方法，摒弃复杂枯燥单一的授课方式。据此，构建以无线充电系统为项目案例的理论教学与实践教学相互融合的课程模式采用创新应用型教学改革措施来优化课程内容并且提高教学质量。
(2) 重塑电气工程及其自动化专业的教学框架，推行差异化的专创融合教学模式
梳理并归纳电气工程及其自动化专业的发展现状时，发现采用以教师为主导的课堂教学为核心的实践教育模式，学生的学习积极性与专业实践能力有待提高。为此，本项目教学改革旨在推动实践教学模式的转型升级，从传统的“教师主导、学生执行”模式转变为“学生主体、教师辅助、师生共同参与的”创新实践教学模式。基于此新模式，学生扮演实践教学的“主角”，而教师和导师的角色则转变为学生提供知识传授和解答疑惑的辅助者，以期帮助学生培养良好的学习习惯，并提升他们解决复杂工程问题的能力。同时，采取“以市场需求为导向”的教育策略，根据学生的个人能力和发展规划，将学生分为科学研究型、研发创新型、实践应用型三种培养方向。实践教学活动也将根据学生的培养方向细分为技能实践、工程实践、科研实践、创新实践四种类型，为不同类型的学生提供有针对性的实践教育活动。据此，探索出一条培养兼具个性化和多元化特征的创新创业人才的教学途径。
(3) 改革专创融合课程教学方式与考核方式，保障专创融合教育成果
改革的核心在于采用多学科混合式教学方法，例如：通过对无线充电系统多个功能的实现，激发学生的学习兴趣，提高课堂教学效果。在教学过程中，强调“教师主导、学生主体”的原则，鼓励学生进行自主探究和自主构建，实现充分自学、互助互学、引导思考的教学目标。课程内容依据课程目标，分析专业对应岗位的能力需求，并引入专业案例，挖掘专业的创新性和关键知识点，以案例项目作为教学内容的组织手段。课程考核方面，采用过程性考核和结果性考核相结合的方式，并引入竞争激励机制，以提高学生的学习热情。在过程性考核中，主要评价学生的课堂参与度，包括积极思考、和完成小组任务等。在结果性考核中，减少期末考试的比例，主要通过对项目的评价和作品的评比来完成。据此，探究基于竞争机制与过程考核的考评方式，提高学生的学习热情和参与度，高效地评价学生的课堂参与项目成果。
(4) 搭建创新创业平台，为培养和提高实践创新能力提供良好的平台。
多样化的实践平台是专门创新融合教学体系的关键要素，通过实践课程配套的实训设施，结合实践操作与理论学习，提升创新潜力和综合素质。将专业技能与企业创新思维相结合的教学策略，将学生的能力提升路径规划为“行业理解 + 专业技能培训→创新思维培养→创业技能实训”的渐进式模式。通过专业实训课程的启发、实践活动的引领和创业孵化实践的推进，构建一个相互交织、共同发展的专门创新融合实践体系。
2.2.2. 专创融合教育培养目标
发挥专业特色，明确培养领域导向：紧密结合国家科技强国战略、地方电气产业的创新要求以及电气工程领域的最新趋势。利用电气工程学科的资源和优势，凸显电气工程及其自动化专业的特色，提升学生培养质，助力于推动我国新能源科技产业的发展。
加强实践教学，提升专业实践能力：强化基于科研项目的实践教学环节，将市场需求和学科融合的工程问题融入到人才培养目标中，通过多种教学方式(例如：实验课程、项目参与、行业合作以及科技竞赛等)，全方位提高学生实际操作能力和创新实践技能。
建设实践基地，培养学生创新能力：签订高质量的实践基地为工程实践和创新教育提供优质的平台，以提升实践创新能力。通过企业的先进设备和高校高水平技术专家的指导，学生参与到实际的科研项目中，有效的培养学生在电气工程领域的创新研究能力。
2.2.3. 拟解决的关键问题
(1) 师生创新创业教育不够完善
现阶段，高校在创新创业教育方面普遍缺少将学科知识与创业实践相结合的具有特色的教育课程。电气工程及其自动化专业的创新创业教育尚未形成一套完整的教育体系，尤其是在创新创业教育课程设置方面存在一些不足。部分高校将创新创业教育和就业指导混淆，在实施创新创业教育的教学方案时，常常出现与专业课程教学分离的现象。这种分离使创新创业教育难以与专业课程设置、教师团队、教学方法改革、实践创新活动以及评估体系等关键教学要素深度整合，也无法与专业发展紧密相连，导致学生在修习创新创业相关课程时感受到内容上的不充实。专创融合教育模式需要把创新意识和创新创业能力作为评价人才质量的重要标准，把专创融合的理念融入人才培养方案。
(2) 教师缺乏创新创业教育的意识
电气工程及其自动化专业强调技术性和实践性，是新能源战略领域不可或缺的一环。在教学中应紧密结合理论与实践，以便学生更深刻地理解课程内容。然而，教师可能来自不同的专业背景，导致教学方法和手段的单一，缺乏针对性和实效性。许多教师仅仅是履行教学职责，而忽视了将理论与实际操作相结合的重要性。特别是对于那些非本专业背景或缺乏相关专业实践经验的教师来说，可能不够重视对学生的创新创业教育，甚至存在认识上的偏差。这样的教学方式使得很多专业教育变成了单一学科机械式的知识传授，学生在课堂上只是死记硬背需要应付考试的内容。还有一些教师的创新创业教育理念滞后，无法与专业教育紧密融合，与实际操作相脱节，这样的培养方式使得学生难以适应新时代对创新型人才的需求。
(3) 学生理论学习与实践结合不紧密
将创新创业实践活动融入教育体系对于塑造具有创新精神的学生至关重要。高等院校需要提供充分的支持措施，包括独立或合作国家电网等电能企业创建实践教学平台。在实施创新创业教育的过程中，资金支持、实训工具和持续运作机制的缺乏成为高校面临的主要障碍，这些因素阻碍了教学实践和创业项目的顺利开展。结果是，有些学校过于侧重于单一学科机械化的理论知识教学，而忽略了电力电子类等的实际操作训练。实际操作训练是增强学生创新创业技能的关键手段，是能将电气工程及其自动化众多学科知识交融应用的重要途径，如果缺少一个有利的创新创业实践环境，会降低学生参与的积极性和效率。创新创业实践的不足将对高校创新创业教育的成效和健康发展产生负面影响。
3. 电气专业双创人才培养改革方案设计
3.1. 培养方案改革的研究方法与实践路径
在基于项目制教学的“导师–硕士–本科”渐进式人才培养模式下，培养方案改革的研究方法涵盖文献综述法、问卷调查法、实验研究法、比较研究法和案例分析研究法。首先，理解并阐述相关概念，梳理电气工程及其自动化专业双创人才培养模式的相关文献和典型案例；其次，通过问卷调查和实地调研，了解企业、教师和学生对人才培养的需求，收集与电气工程及其自动化专业双创人才培养模式紧密相关的要点；依据渐进式培养模式，探索电气工程及其自动化专业双创人才培养模式，细化研究案例，构建适合于不同阶段学生能力提升的研究框架；最后，整理研究成果，撰写期刊论文和研究报告，申请实用新型专利，完成项目的结题工作。同时，与企业共同建设人才培养基地，充分利用高校的人才和实验设备资源优势，解决生产过程中的问题，培养学生的综合工程素质；鼓励学生参与企业委托的科技攻关项目和各级纵向课题的研究，提升学生的问题分析和解决能力，实现对学生创新实践能力的培养；支持学生参加高水平科技竞赛，通过竞赛进一步提升他们的实践和创新能力。
根据电气工程及其自动化专业学生的特点和需求，重点学习电路理论、电磁学、电力电子技术等基础学科，为学生参与实际科研项目奠定理论基础。通过参与无线充电系统的研发活动，将理论知识应用于实际，提升学生的实践能力和解决问题的能力。参与学科竞赛，通过竞技活动检验和提升学生的综合能力，特别是团队协作和项目管理能力。将科研活动与教学相结合，通过科研项目反哺理论教学，促进教师专业化成长，同时提高学生的科学素养和创新精神。在教学中融入思政元素，引导学生树立正确的世界观、人生观、价值观，培养学生的爱国主义精神和社会责任感。结合双创人才培养，提供就业指导，帮助学生提高就业质量和满意度。实施教学评估体系，收集学生反馈，不断优化教学方法和内容。整合校内外资源，合理安排项目资金，确保项目目标的实现。将科研项目成果转化为实际应用，鼓励学生参与社会服务，提升学生的社会责任感和实践能力。
3.2. 改革方案具体实施计划
3.2.1. 虚实融合实践平台构建
实践平台构建需兼顾虚拟仿真与实体操作。其中虚拟平台采用MATLAB/Simulink模块搭建无线充电系统仿真环境，学生可自主设计谐振电路参数，通过ANSYS系列软件分析电磁场分布，优化能量传输效率；校企共建“新能源技术实训中心”为师生提供实践操作的实体平台，配置Qi标准发射模块、示波器等设备，为学生提供分组完成硬件搭建与性能测试的实践条件，例如通过调整线圈间距验证系统抗偏移能力等；此外，鼓励学生依托虚实融合实践平台积极创新，拓展结合企业需求开发衍生应用，如设计电动汽车无线充电桩原型，参与行业竞赛或申报实用新型专利。
3.2.2. 改革方案项目制教学案例
电气工程及其自动化专业的专教融合拟采取一种全面且系统的改革路径，将多课程理论学习、创新实践和无线充电项目有机结合，形成一个多维度融合的项目制教学模式(以图2为例)。此模式不仅确保学生在学术理论层面上深入学习，而且强调实践操作能力的重要性。参与实际工程项目，学生将多个交叉课程理论知识应用于实践中，从而在解决复杂工程问题时发挥创新思维，这是培养电气工程领域人才的关键。在无线充电系统中，为保持充电优异的恒流特性，各种拓扑结构的设计加深了学生对电力电子的理解，保证电力电子技术课程的实用性和延续性。此外，专教融合模式“反哺”学生积累宝贵的实践经验，提高学生解决实际问题的能力，提升其在就业市场上的竞争力，更好地适应社会发展的需求。如图2所示，采用有限元仿真软件直观地获取两线圈之间互感值，避免复杂的公式计算，给学生提供解决问题的新思路。同时，为便于学生更加直观的理解不同参数对于互感值的影响。采用电路仿真软件仿真无线充电系统电路拓扑，用图形化方式直观地理解电力电子技术、电路等课程中关于功率变换器、谐振电路的工作波形以及工作原理。
Figure 2. Project-based teaching case of “wireless charging system”
图2. 以“无线充电系统”为例的项目制教学案例
3.2.3. 贯彻“以理论教学为根基，实践创新为核心”教育理念，加强学生的实践能力和创新思维
立足于“以课堂教育为基础”的教学理念，对电气工程及其自动化专业的课程展开全面的梳理。强化案例教学库的建设，通过无线充电技术工程案例的学习，使学生深入地理解并掌握专业知识，提高学生的知识储备。遵循“通过实践培养创新精神”的教学理念，积极完善实践教学环节，包括充电平台基地建设、无线充电项目实践、电力电子设计创新竞赛等，逐步提高电气工程及其自动化专业的创新实践能力。通过与课程教学的基本规律进行比较，结合实际课程建设经验，发现课程设计在培养学生技能和能力方面的过程，实际上模拟了射箭的基本原理。在这个比喻中，将教学重构的不同部分视为类似于无线充电系统工程问题建设的“箭”，而课程重构的理念则被视为“弓”，代表了多学科专业知识和创新思维的结合。推动教学重构的需求，即适应新时代教育的主题，被形象地称为“弦”。通过课程重构所培养的能力，则被视为“靶”，它代表了学生在综合能力方面的提升。每一支“箭”都是由箭头、箭杆和箭羽组成，并且箭杆与弓之间存在交接点，称之为“发力点”，并按照一定的顺序进行编号。无线充电系统设计能力是一种综合能力，它涉及解决无线充电系统设计中多学科融合交叉复杂问题的能力。其中包含着电磁场、自动控制原理和电力电子技术等基础学科的工程应用。例如无线充电系统的抗偏移性能的实现需要自动控制原理和电力电子技术的交叉分析研究。这种多课程融合在实践工程项目中培养了学生的观察力、判断力、想象力、创造力、控制力、执行力和表达力，这七种基本能力的结合构成了综合能力。
3.2.4. 采取“按学生特点和创业路径定制化培养，依据实践程度和级别分阶段培养”的教育策略
采取“分种类和层次的人才培养模式”，有效地处理人才培养中的“通用性和个性化”需求问题。在电气工程及其自动化专业学生的培养过程中，将理论与实践相结合、课内外教学相融合、校内实训与校外实践相统一的培养理念贯穿始终，实现学生的个性化发展。根据学生的个人能力和成长需求，实施分类型人才培养模式。电气工程及其自动化专业培养模式分为：研究型、创新研发型和实践应用型，针对每一类学生提供“定制化”的指导。根据学生的能力和发展需求，灵活调整实践教学的内容和时间分配。研究型培养下的学生主要参与国家级、省级等纵向科研课题的研究，以提升其科研能力；创新研发型培养下的学生则更多地参与到企业委托的科技攻关项目中去，以此提高其实践和创新能力。鼓励学生参加电子设计竞赛等科技学术竞赛，以锻炼学生的创新思维和提升综合实践能力；对于实践应用型培养下的学生，通过与校外实践基地的合作培养，让学生在实际生产环境中培养工程意识和思维。在实践分层方面，改变了以往专业实践内容单一、深入程度不足的问题，将实践分为四个层次：技能实践、工程实践、科研实践和创新实践。每个层次的实践都有明确的目标和教学任务。技能实践在校内外实践基地进行，工程实践则通过校企合作基地和企业项目进行，科研实践依托于企业项目和纵向科研课题，而创新实践则主要通过参与各类学科竞赛来完成，以此全面提升学生的实践能力和创新意识。
3.3. 考核机制优化与教学评估体系设计
电气专业双创人才培养方案改革需打破传统笔试主导模式，采用多元化评价的模式，即过程性考核与结果性考核相结合。其中过程性考核包括课堂贡献度与项目阶段评审，课堂贡献通过记录学生提问、方案汇报等表现计算学生课堂贡献值；项目阶段评审分为“需求分析–仿真验证–原型开发”三阶段，由导师与企业专家联合评分得出结果。结果性考核邀请企业评委从技术可行性、商业化潜力等维度评分；
改革后的培养方案通过前后测对比分析创新能力(如TRIZ理论应用)、实践技能(如项目完成度)等评估学生实际能力是否提升，结合教师在课堂上的相关教学反馈，采用“S-T分析法”评估课堂互动效果；此外，通过跟踪毕业生就业质量(如对口率、起薪)与创业成果(如孵化项目数)归纳改革方案实施所带来的社会效益提升。改革培养方案还设置持续改进机制，通过每学期召开“专创融合教学研讨会”，根据评估结果调整课程权重(如增加电力电子技术课时)与实践内容，并建立“学生–教师–企业”三方反馈渠道，即实现“学生匿名反馈–教师教学反思–企业需求调研”闭环，动态优化培养方案。
4. 结论与展望
本文以“无线充电技术”为实践载体，构建了基于项目制教学的电气工程及其自动化专业专创融合教育改革方案，通过“理论–实践–创新–创业”四维教学模式，探索了渐进式人才培养路径。第一，强化理论与实践结合：以学生为中心，将理论学习与科研项目结合，鼓励学生运用专业知识解决工程实际问题，提升学习积极性与创新能力。第二，构建多元化培养路径：采用“导师–硕士–本科”渐进式模式，贯通基础理论、科研实践与学科竞赛，引导学生逐步深入专业领域，夯实专创融合基础。第三，优化课程与教学方法：依托项目制教学法，以学科竞赛为平台，锻炼学生团队协作与项目管理能力，激发创新意识；分层设计教学内容，匹配不同阶段学习需求，增强教学实效性。第四，拓宽职业视野与资源共享：通过校企合作与科研实践，引入行业前沿技术，拓宽学生职业发展空间；整合校内外资源，搭建多学科交叉的产学研平台，促进教育资源共享，为专创融合提供持续动力。该模式通过系统性改革，实现了教育资源配置优化、学生创新能力提升与职业竞争力增强，为工程教育高质量发展提供了可复制的实践路径。
为深化专创融合教育改革，未来可以通过引入新能源微电网、智能电网等前沿领域项目，拓展实践载体，增强教学内容的时效性与行业适配性；深化校企协同，推动企业深度参与课程设计与实践指导，共建“双创基金”支持学生成果转化，形成产学研深度融合的生态闭环；进一步强化跨学科融合，结合人工智能、物联网技术设计跨学科项目，培养复合型工程人才；以“无线充电技术”为经验推广教学模式，形成标准化教学案例库与评估工具，为同类工科专业提供可复制的改革范式。
基金项目
东北林业大学教育教学研究课题(DGY2023-24)。
NOTES
*通讯作者。