一、项目类别
产教融合项目
二、应用类别
解决方案
三、知识产权类型
教学成果奖励
四、项目简介
教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。建设一流大学、一流学科和一流专业，是在新的历史时期党和国家做出的重大战略决策，培养高素质创新型人才是“双一流”建设的重点任务，是新时代高等教育人才培养的历史使命，更是中华民族伟大复兴的时代要求。
河北工业大学的前身为创办于1903年的北洋工艺学堂，学校秉承“工学并举”的办学特色，119年来，始终注重工程实践的培养，形成了“既习其理、又习其器”的“理器相融”教学理念。
河北工业大学电气工程学院自二十世纪七十年代末开始，在国内率先开展了工程电磁技术、电器可靠性的科学研究与人才培养，经过四十多年的持续发展，形成了具有鲜明特色的学科优势，在国内外具有重要的学术影响：构建了电磁场数值计算及多物理场分析平台，建立了电器可靠性考核指标体系并制订了8项国家标准等，先后获得国家科技进步奖3项、何梁何利基金科学与技术进步奖1项、河北省科技突出贡献奖等省部级科技奖励30余项，出版学术专著20余部。2002年电机与电器学科被评为国家重点学科，2009年电气工程及其自动化获首批国家特色专业，2017年电气工程学科进入国家“双一流”建设学科，同年获批省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室，2018年获批电工产品可靠性技术省部共建协同创新中心，2019年获得首批国家级一流本科专业建设点。
京津冀协同发展和新能源国家重大战略对电气工程人才培养提出了更高要求。河北工业大学作为河北省、天津市和教育部共建的地方高校，担负着为京津冀和国家培养高质量创新型人才的重要使命。然而，地方高校普遍存在着人才培养模式与学科前沿及国家重大需求适应度不高、教学内容滞后于产业技术前沿、学科平台资源对人才培养支撑作用不足等问题。
本成果针对上述问题，在学科特色优势方向“工程电磁技术”和“电器可靠性”引领下，自2009年电气工程及其自动化专业获批国家特色专业起，提出“特色引领、交叉创新、理器相融、德学兼修”的教学改革理念，与能源、生命、材料等学科交叉拓展专业内涵，构建“厚基础、重实践、强交叉、求创新”人才培养新模式；以科技前沿与工程案例“双轮驱动”更新教学内容，把思政元素多模式无痕化融入课程，实现课程思政全覆盖。提出线上精品课、线上线下混合、便携式智慧实验、虚拟仿真等“多元融合”教学策略；构建了“三机制、四措施、五平台”的实践创新培养模式，形成了“全方位、全过程、全链条”的实践创新保障体系。
图1 成果架构
一、成果简介
1、特色方向引领，构建多学科融合创新型人才培养模式
在“工程电磁技术”和“电器可靠性”学科特色优势方向引领下，以一流专业建设和创新型人才培养为目标，与能源、生命、材料等学科交叉融合拓展专业内涵，新增智慧能源、生物电工、先进电工材料等课程模块。以能力导向、四年不断线、阶梯式一体化培养思路，实行卓越工程师、拔尖人才、国际联合办学等多模式人才培养。通过夯实基本理论、知识和技能，注重工程思维、案例和设计，强化创新思维、方法和能力，课程思政全覆盖，构建多学科交叉融合“厚基础、重实践、强交叉、求创新”人才培养模式，在工程教育认证和教育部本科教学审核评估中得到专家的高度认可。
图2 创新型人才培养模式
图3 课程思政建设
2、一流特色课程牵引，多元融合提升课程教学质量
以学生为中心，以培养解决复杂工程问题能力、提升创新意识与思维为目标，多元教学手段提升课程高阶性、创新性、挑战度。将前沿科技成果融入教学，如“工程电磁技术”特色方向无线传能、电磁探测等前沿成果融入课程。将制订的低压电器可靠性试验方法系列国家标准、可靠性增长理论等创新成果，融入电器可靠性课程，拓展教学内容的深度和维度，依托“电器可靠性”特色方向工程案例打造国家级虚拟仿真实验教学一流课程，创新型试验提升学生解决复杂工程问题能力。以“工程电磁场”国家级精品课程、“电路理论基础Ⅰ”国家级一流课程建设为牵引，利用现代化信息技术，构建精品线上资源、线上线下混合、便携式智慧实验、虚拟仿真等多元融合的教学方法，让课堂气氛“活”起来，让理论知识“动”起来，让课程内容“新”起来，提高课堂教学质量，提升学生自主学习、综合分析和团队合作能力等。通过讲好学科特色方向开拓者（颜威利、陆俭国教授等）的创新事迹，将前沿科技成果、工程案例、社会需求和行业贡献等思政元素多模式无痕化融入教学，实现价值塑造、能力培养和知识传授同步提升。
图4 课程教学模式
3、依托优势平台资源，多措并举重构实践教学体系
以培养学生创新意识和创新能力为导向，依托省部共建国家重点实验室和协同创新中心等优势平台资源，提出“三机制、四措施、五平台”实践创新培养模式，构建“全方位、全过程、全链条”实践创新培养保障体系。
图5 实践教学体系
构建自主实践、科教融合、产教协同三个创新能力培养机制，完善班导师+学术导师+企业导师三级导师培养模式，全方位为学生创新活动提供机制保障。
图6 三个创新能力培养机制
根据大一至大四学业特点，有针对性地实施“兴趣培养→问题引导→项目依托→工程驱动”四层递进式培养措施。
图7 四层递进式培养措施
融合省部共建国家重点实验室、省部共建协同创新中心、国家级工程训练中心、大学生创新实践中心、校企联合实践基地“五类平台”，支撑学生自主设计和毕业设计，将科研精神融入教育理念，把科研平台拓展为教学条件，以科研成果丰富实践教学内容，全过程培养学生的创新意识和创新能力。
图8 融合的五类平台
与50余家大型行业企业建立校外实践教学基地群，构建产教融合的创新人才培养模式，建立学生科技创新基金、实验室开放、创新学分机制等全方位制度保障，全链条为学生实践创新提供资源支撑。
图9 科研平台与实践基地
二、主要创新点
1、理念与内涵创新
以京津冀协同和新能源国家战略需求为牵引，在学科特色引领下，提出了“特色引领、交叉创新、理器相融、德学兼修”的教学改革理念，将价值塑造、能力培养和知识传授贯穿人才培养全过程。新增智慧能源、生物电工、先进电工材料等课程模块拓展专业内涵，实行卓越工程师、拨尖人才、国际联合办学等多模式人才培养，构建了特色鲜明的“厚基础、重实践、强交叉、求创新”人才培养新模式，为京津冀区域乃至全国电工领域持续输送了大批创新型人才。
2、模式与方法创新
以科技前沿与工程案例“双轮驱动”更新教学内容，提出精品课程资源、线上线下混合、便携式智慧实验、虚拟仿真等“多元融合”教学策略，让课堂气氛“活”起来，让理论知识“动”起来，让课程内容“新”起来。建立多模式无痕化课程思政教学模式，培养了学生科学精神和家国情怀，实现能力与素质培养有机融合。建成以“工程电磁场”“电器可靠性”为代表的5门国家级精品课程和一流课程，带动了教学模式和方法革新，提高了学生学习成效。
3、机制与措施创新
建成省部共建国家重点实验室、协同创新中心等一流平台，汇聚校内外优质科教产教资源，提出“三机制、四措施、五平台”的实践教学新举措，实施三级导师培养，将科研精神融入实践教学理念，把科研平台和产教资源拓展为实践教学条件，以科研成果和产业前沿丰富实践教学内容。“全方位、全过程、全链条”为学生实践创新提供了条件支撑和制度保障，充分发挥了优质资源在人才培养中的作用。
三、取得的成果及推广应用效果
1、学生价值塑造和能力培养双向促进，人才辈出
学生参加全国大学生挑战杯竞赛、电子设计竞赛、互联网+、ICAN国际创新创业大赛等，近五年获得国家级奖励300余项，获奖数量同比提升近3倍，创新能力显著提升，为社会培养了大批工程技术人才、企业家和国家级科技创新人才。本科生深造率从不足30%提升至47%，约90%的学生被双一流高校录取，他们基础理论扎实、创新能力强，受到相关高校和导师们高度认可。
图10 学生参加学科竞赛获奖情况
200余名毕业生积极奔赴偏远贫困山区从事教育、科技和国防建设，如刘大震、罗敏等在世界首条清洁能源外送特高压通道、青藏联网工程、世界海拔最高的800kV串补工程等国家重大工程中做出重要贡献，李峰辉是我国首颗地震监测卫星“张衡一号”掩星分系统负责人，文晓亮代表模范地空导弹营接受习近平总书记授旗表彰，传承了我校“兴工报国”的办学传统。
图11 文晓亮代表模范地空导弹营接受习近平总书记授旗表彰
2、毕业生服务京津冀区域经济建设，贡献突出
毕业生约90%供职于京津冀区域的电力公司、科研院所等，多数成为技术和科研骨干。以被誉为“电气之都”的保定为例，500余名毕业生成长为技术带头人，其中担任企业总工程师、副总经理及以上职位的有70余人。例如天威保变的张俊杰，通过刻苦钻研重-特-新型变压器和电工新技术装备仿真计算技术，成就了多个令人引以为傲的世界首台高端变压器产品，业界誉为勇攀高峰的“仿真大神”，被多家媒体报道。此外，毕业生参与国家特高压输电、雄安新区电力建设、冬奥电力保障等重大工程项目的科研攻关，为京津冀乃至全国经济建设做出突出贡献。
图12 服务京津冀区域经济建设
3、课程建设和教学研究与时俱进，效果显著
先后获批国家级精品课、精品资源共享课、线上线下混合、线下和虚拟仿真国家级一流课程5门，省级精品课程、一流课程、课程思政示范课等26门，获批省级课程思政教学研究示范中心1个、课程思政教材1部，获批国家级实验教学示范中心1个。国家级各类人才20余人、省级优秀教学团队2个、省级教学名师3人，师资队伍水平显著提升。主持和参与国家新工科项目5项、省部级及以上教研项目60余项、发表教研论文50余篇，教师的教学水平和教研能力显著提升。杨文荣教授在清华大学堂全国智慧教学研讨会上做大会特邀报告，王景芹教授主持的国家级虚拟仿真课程在高校和企业推广，在线学习总人次达3.6余万。
4、专业与学科建设同向同行，成效卓越
本成果促进了专业与学科协同发展。2017年获批省部共建国家重点实验室、电气工程国家“双一流”建设学科，同年电气工程及其自动化专业通过工程教育认证，2018年获批省部共建协同创新中心，2019年获批国家一流专业建设点，2022年电气工程学科再次入选国家“双一流”建设学科，为创新型人才培养提供强有力支撑。与生命学科交叉创立河北省首批生物医学工程和智能医学工程专业，获批河北省首个生物医学工程博士点。《电气电子教学学报》“品牌专业”封面文章专题报道本专业建设成果，徐桂芝教授荣登封面杂志“名师风采”专栏。
图13 成果相关报道
5、成果得到广泛应用和认可，影响深刻
该成果获最新一届河北省教学成果一等奖(河北省教学成果最高奖项)，相关成果得到清华大学、西安交通大学、天津大学等高校的院士和专家的高度评价与认可，30余所高校借鉴应用。近五年有教育部、科技部、省市领导和院士等专家学者四千余人次来我院指导交流。
早在1996年，工程电磁技术方向的创始人颜威利校长在《中国高等教育》上发表了题为坚持“工学并举”走产学研结合的道路”的文章。该期刊于2019年以“坚持工学并举办学思想，推动学校新工科建设”为题，报道了我校在新工科背景下，为国家和区域经济社会发展做出的重要贡献。《中国科学报》2019年以“河北工业大学电气工程学院的前世今生：一台光绪二十八年的美式电机”为题，对学科、专业的发展历程和建设成果进行专题报道。2022年《中国科学报》又以“河北工大：一流学科引领电气工程创新人才培养”为专题报道了在本专业在国家“双一流”建设学科引领下，围绕国家创新驱动发展战略和科技前沿需求，深化人才培养体系和教学模式改革的成效。
图14 媒体相关报道