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从国内外工程教育研究的现状来看，国外的研究者多是从事一线教学的教师，研究方法以案例和数据分析为主，研究对象比较具体细致。同时，另外一些专业的研究人员将工程教育领域的实践进行系统化与抽象化，提出一些具有影响力的理论，例如“以项目/问题为基础的学习法”“以成果为导向的教育理念”、CDIO（构思—设计—实现—运作，Conceive-Design-Implement-Operate，简称CDIO）工程教育模式等。也有一些大型的研究机构从宏观上分析工程教育的现状和未来发展，提出了工程教育的新理念。国内的工程教育研究整体上来讲还比较零散，尚未引起足够重视。研究者既有一线教师，也有教育管理背景的学者和管理者，前者对工程教育的实践非常了解，但是缺乏理论指导；后者的研究则往往是宏观的分析和理想化的设计，二者之间的交流不足，不能发挥出各自的优势。应该说国内的工程教育在长期实践中有很多先进的理念和做法，但是缺乏理论化和系统化的过程，因而一直没有比较突出的工程教育理论。本书将综合运用组织管理、人力资源管理和教育学的相关理论，结合工程教育的特点，对研究型大学工科教师队伍的结构做深入分析，对教师队伍建设提出有益的建议。
本研究将教师队伍作为一个组织的概念，研究的基本单位不是教师个体，而是一个工科专业（大多数时候表现为工科系）所有教师的整体特点，突出教师队伍的集体效应。在工程教育发展的初期，学徒制的模式使教育在很大程度上依赖于一个教师的水平。但在当今社会分工明确和知识专业化的背景下，任何一个教师个体都不可能具备工程教育所需的所有能力和素质，单枪匹马就能够培养出合格的工程科技人才。而教师队伍作为一个组织群体，可以通过个体间取长补短而形成整体优势，达到组织的目标。所以在教师队伍建设的过程中，需要通过汇集和整合多元化的教师个体，使教师队伍整体能够达到理想的状态。从系统理论的角度来看，这就是组成系统的要素与系统整体的关系，要发挥整体大于部分之和的优势，使有限的人力资源形成最佳的综合效果（张德，2007）。
组织中个体与群体之间的互补主要包括知识互补、能力互补、年龄互补和关系互补等，体现在高等教育组织中，就是需要教师队伍有合理的结构。
从高等教育学的角度看，高校教师队伍结构一般是指这支队伍在政治思想水平、学术水平、专长、学历、经历、年龄等方面的构成状态。教师队伍的结构在一定程度上反映了这支队伍的质量和适于承担的任务。教师队伍的合理程度对学校的教育能力和水平具有重要的影响，因此是分析教师队伍质量和水平的主要方法，也是当今对大学教师队伍的研究所普遍采用的分析框架。在一定政治思想素质下，教师队伍的质量主要与教师的学衔结构、学历结构、年龄结构、专业结构、性别结构、民族结构、家庭背景结构、工资结构、经历结构、任务分工结构等有关，其中，最重要的是前四种结构（潘懋元，1984）。
这个框架中的各种结构要素主要是可以量化的结构，是教师队伍质量的外在表现，能够直接体现教师队伍的水平。同时，教师队伍还具备一些不能量化但具有实质意义的质化结构要素，是教师队伍质量的内在表现。结合本研究的需要，笔者在高等教育学理论的基础上，把教师队伍的结构分为两个层面：质化结构和量化结构。
对教师队伍的质化结构已经有大量国内外学者关注，从哲学、心理学、教育学和人力资源管理等方面对教师应该是什么样的个体进行了讨论，相关理论大致可以分为以下几类（见表1-2）。进入21世纪后，各国普遍对教师的素质结构提出了更高的要求，例如有较高的学历水平、广博精深的科学文化素质、全面创新的能力素质和整体素质上的“全能型”（于海洪，2010），也有学者对教师的专业结构和能力结构进行了划分和研究。本研究综合了众多学者的划分依据，主要从知识、能力和素质三个方面讨论教师的素质结构，通过对研究型大学工程教育的发展历史和趋势研究，归纳出工科教师队伍应该具备的知识能力和素质结构。
根据本研究的需要和工程教育的特点，在上文提到的学衔结构、学历结构、年龄结构和专业结构的基础上，本研究提出教师队伍的量化结构框架，主要包括：学衔结构、学历结构、年龄结构、学缘结构、生师比和工程实践经历结构。
表1-2 教师素质结构理论概述
由于本书主要研究工程教育，学科对象明确，虽然从研究的结果中可以看出，每个工科专业之间也存在较大的区别，但是对同一个工科专业来讲，教师的专业背景比较趋同，而且本书并不打算对具体专业的内部学科方向进行研究，因此去掉了专业结构的指标。学缘结构是近年来颇受关注的一个指标，而且被认为是影响中国高校教师队伍质量的重要因素。国外大学在避免近亲繁殖、丰富学缘结构方面的政策给我们很多借鉴的地方。在工程教育的研究中，工科教师的学缘结构也被认为过于单一，影响了工程教育的发展和创新。生师比是许多国家和国际组织采用的一个衡量教育质量和办学效益的统计指标，是为数不多能够进行国际比较且比较容易获得的数据。虽然它不能对教学做出评价，但能够直接测量教师的教学任务，与教育质量水平有密切关系，因此本书将这个指标纳入结构要素的框架中，通过生师比研究教师的数量。最后，本书根据工程教育的特殊性，增加了工程实践经历结构的指标。工程实践是工程教育最重要的一个环节，教师和学生都应该具备一定的工程实践经历，而这一方面也恰恰是当今工程教育的教学和教师队伍最受诟病的一点。但已有的研究都以描述性的定论为主，很少有过系统的研究。
图1-1表示了本书所指的工科教师队伍结构的要素。
图1-1 工科教师队伍结构要素示意图
对教师队伍结构的研究，虽然已有上文所述众多的理论，但从方法上看，却没有固定的模式。本书将从组织文化的视角分析教师队伍的结构，借鉴工程教育以成果为导向的理念，从工程教育的历史发展和当前的改革趋势分析中美研究型大学的工程教育对工科教师队伍的需求，分析教师队伍的质化结构。
正如上文所述，工业化的发展程度在很大程度上决定了工程教育的规模、层次和结构，也直接决定了工科教师的特点。此外，不同历史时期、不同学校及不同专业的教师又有各自不同的特点，比如，在科技发展飞速的今天，大学教师必须有终身学习的能力，不断学习新的知识和技术，把握科学发展的前沿；研究型大学的工科教师应当具备深厚的研究基础；工程学科的应用性要求工科教师应该有较强的实践能力和经验。这些背景要素都与组织文化密切相关。
艾略特·亚奎斯在1915年首次将组织文化定义为：“被全体成员不同程度认同的、习惯性和传统的思维方式和处事方法。”20世纪80年代，组织文化开始成为管理学的一个研究重点，成为解释组织，特别是企业效益和成功的重要理论。组织文化包括很多内容，比如组织的心理特点、态度、经验、信仰、价值观等。有很多学者都试图对组织文化下一个定义，甚至有一些不同的观点，但是这些学者仍然有很多关于组织文化构成要素的共识：组织文化是整体性的，由历史和社会环境决定的，虽然是柔性的，但却很难被改变（Ravasi and Scholtz，2006）。后来艾德佳·沙因提出了文化本质的概念，对于文化的构成因素进行了分析，被奉为“组织文化之父”。他认为组织文化是某一组织在尝试解决外在适应和内部整合过程中出现种种问题时，开发出的一种有效的基本模式，并被作为一种正确的方法传授给新的成员，去思考或感受与之相关的一些问题（王孙禺，2008）。
近年来，组织文化的重要性为人们所熟知，基于组织文化对企业发展重要性的成功启示，教育界开始借鉴组织文化的研究视角来认识大学文化建设。无论是理论研究者、大学管理者，还是政府决策者都开始关注同样作为组织的大学，思考该如何去认识其文化内涵的形成和影响。大学文化特性最鲜明的一点是与知识或学问直接相关，大学本身就是由生产知识的群体构成的学术组织。伯顿·克拉克认为大学的这种文化特性是由学科、院校及其国家学术系统的文化逐级形成的。他从组织的角度出发，分析了大学所特有的文化内涵。根据各自产生影响的领域不同，他将大学文化分为学科文化、院校文化和整个高等教育系统文化等不同的层次，各层次文化在高等教育系统中有着不同的特征，并发挥着不同的作用（克拉克，1994）。
教师是大学组织的主体，正是知识生产和传播的群体，充分体现了高等教育组织的文化特性。大学文化在教师身上具体表现为教师的价值观、能力、素质、态度、行为等方面（王孙禺，2008）。因此，本书借鉴大学文化的框架，分析经过长时间发展，工程教育和研究型大学有什么样的文化特性，这些文化特性如何体现在教师的质化结构上。笔者将通过三个层次来探讨研究型大学工程教育的文化及其对教师队伍的要求。
第一，学科层次。大学的学术活动是围绕学科来进行的。各门学科都有其独特的知识范畴和行为准则，并在此基础上形成了学术的共同体，维系着该学科内的教师、学者和专家，使他们也具备了特殊的文化个性。因此，由于工程学科有其自身的特点，工科教师队伍也具备了与其他学科教师不同的地方。本书将从工程教育的发展历程中探索工程教育的独特文化以及在这种文化背景中形成的教师队伍特性。
第二，院校层次。大学教师反映了其对大学教育的基本认识，对学生的基本信念，对教师责任的定位。不同类型和层次的院校有其不同的目标和定位，具有鲜明的个性，是大学发展的动力之源。本书研究的是研究型大学的工程教育。研究型大学在知识生产和传播中的特殊地位，使研究型大学的教师也具有了不同的使命和任务。研究型大学的发展对我国也有非常特殊的意义。从20世纪90年代开始，我国相继开始实施“211工程”和“985工程”，建设世界一流大学和重点学科，取得了很大的成绩，不仅缩小了我国高等教育与世界高水平高等教育的差距，也为国内其他大学的改革探索出适合中国特点的道路。但我们也很清楚地看到，即使这些在国内最顶尖的大学，在工程教育方面也存在诸多问题，有中国特殊的问题，也有和世界一流大学相同的问题。研究型大学的工程教育与其他学校的工程教育有什么不同？对教师有哪些特殊的要求？这是本书分析教师的质化结构的第二部分。
第三，高等教育系统的层次。高等教育系统的文化主要表现为四种信念：入学信念、专业信念、就业信念和研究信念（克拉克，1994），每一种信念即是一个国家高等教育的价值选择，这些信念构成了教师队伍特点形成的大背景。例如，美国的高等教育已经步入普及阶段，而我国高等教育正在实现由精英型向大众型的转变。这无疑会使两国高校的校园文化呈现不同的特点，因而也对教师的要求有所不同，以满足高等教育体系的需要。本书将结合两国高等教育体系发展的不同特点，分析教师队伍在面对新世纪的挑战中应该具备的质化结构。
在第二至四章中，本研究将以上述三个层次作为框架，从工程教育发展的历史、当代工程教育的发展以及研究型大学工程教育的特殊性三个方面，分别对应工程教育的学科文化、高等教育系统的文化和研究型大学的院校文化，来总结归纳工科教师队伍的质化结构。这些结构要素深刻根植于工程教育的组织文化中，形成了对研究型大学的工科教师队伍独特的需求。
从第五章开始，本研究运用这个组织文化的层次分析中美两国教师队伍的量化结构特点。除了在结构上按照高等教育系统——学科（工科）——院校（研究型大学）的层次进行逐一的剖析，对每一个结构特点还从组织文化的基本概念进行了讨论，分析每一个结构要素的背后所体现出来的教师队伍的文化特征。这种特征是工程教育或者高等教育或者研究型大学长时间发展积累的结果，在一定程度上决定了教师队伍的结构特点。