从2007年开始，历经创新实验班、创新实践班、吴仲华学院等阶段，形成“课程筑基、传授助力、创新塑魂”三阶递进和“科教融合”的拔尖创新人才培养模式。 
    2.1 课程建设筑基
    1）进阶课程强能力。对20学分选修课程做全面改革，围绕低碳能源、智慧能源学科交叉，以及科研素养训练，建设11门专业特色课程，消除能源电力行业发展与专业知识结构之间的断层，填补专业教材到科研训练教科书的空白。
    2）学术大师进课堂。汇聚最优秀的学术资源，中国科学院工程热物理研究所金红光院士开设《总能系统概论》，杨勇平院士牵头建设《工程热力学》课程。目前，包括院士在内的近20位学科带头人为吴院同学授课。
    2.2 多元传授助力
    1）知行相资以为用。改变传统课堂教学模式，贯通课堂教学、实践训练和科学研究间的衔接；将科研重点实验室开辟为实践教学的课堂，强化实习、实践对深化理解和掌握专业知识的作用。
    2）绝知此事要躬行。全面推进研讨式课堂，将课堂讲授、课上、研讨、小组作业、课程实验等教学组织形式，根据教学内容及知识特点有机结合。
    3）海阔天空任鸟飞。针对90后、00后学生互联网原住民特征，革新专业知识和科学方法的传授方式，发挥互联网知识传播功能，在科学网和中国科学报开设本科生科研训练专栏。
    2.3 创新实践塑魂
    1）课程思政全覆盖。结合能动专业肩负的保障国家能源安全和推动能源低碳转型的双重使命，设立吴仲华讲坛，徐建中院士等主讲90余场，树立学生专业报国理想，增强专业自信。
    2）以本为本守初心。2006年教育部重点实验室建设之初，即设立本科生研究拓展训练计划。实施19年以来，形成了创新方向、导师团队、研究平台到管理制度完整的支持体系。
    3）学以致用出真知。在赛创融合、以赛促教的基础上，联合中核集团等能源央企，设立企业出题的主题赛道，主动引导学生利用专业知识解决实际问题。
    2.4 科教融合添翼
    1）双主体组织机制。将国家科技创新力量引入学校人才培养，2018年与中国科学院工程热物理研究所联合成立吴仲华学院，共同开展能动专业本科创新人才培养，并实施本-硕-博贯通培养。
    2）双导师学研融合。每名吴院的同学学生均配备来自中科院和大学的“1+1”双导师，除了开展科研素养训练外，中科院的老师还共同承担能动特色课程建设和教学任务。
    3）双资源条件保障。学校通过致远计划等设立3-6个月的国际交流项目，拓宽学生的国际视野；中科院的实验室定期向吴院同学开放，提供科创课题、选配指导教师，并设立“吴仲华奖学金”对优秀学生予以奖励。