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本研究将主要采用定性研究的方法，并通过文献和实际调研获得研究的主要资料。
工科发展的历史和现状部分将主要参考中美工程教育的各种研究报告。美国的工程教育研究历史已久，笔者收集到美国近百年来工程教育的重要研究报告。这些报告既有微观层面对具体问题的探讨，也有宏观层面对整个工程教育的总结和展望。通过对这些报告的分析，可以清晰地看到美国工程教育发展的特点和不同历史时期的重要问题，这是本书研究工科教师队伍的重要背景和基础。中国近年来对工程教育的研究也逐渐加强，国内众多高校的教育研究机构都开始关注这个领域。国内研究的一个特点是比较宏观，讨论中国工程教育的重要性和发展方向，这也为本研究提供了一个大的背景。本研究将在这样的背景下深入关注教师队伍的问题，探索在不同的背景和历史环境下，工程教育对教师有什么样的需求，这些需求体现在教师队伍的结构上有什么表现。
在实证和案例研究部分，本书将借助两国教育管理部门或其他机构公布的统计数据。由于统计数据在不同的历史时期和不同的地区会出现不同的统计口径，本书在使用这些数据时会有详细的说明，在分析问题时也尽可能减少数据差异的影响。案例中关于美国麻省理工学院和中国清华大学的数据，主要来自两校各自的统计年鉴和相关研究。对麻省理工学院的分析，还参考了由清华大学教育研究院翻译的《麻省理工学院校长报告1929～2005》，以及未翻译的2004～2005年度和2005～2006年度的校长报告（以下简称《校长报告》）。《校长报告》是麻省理工学院校长每年向董事会呈交的工作报告，对该年学校发展政策和发展情况做了全面的回顾，其内容还涉及美国社会、政治、经济、国家教育政策等方面的问题，内容丰富，从一个侧面反映了美国工程教育的发展。
此外，教师队伍的质量是工程教育专业认证的一个重要方面，学校的自评报告和现场考察报告展示了各个学校在工科教师发展中的很多理念和实践。美国的工程教育认证已经开展多年，我国也进行了多年工程教育专业认证的探索工作，笔者搜集到了中美两国部分大学工科专业的自评报告，并参与了个别学校的认证考察，这些材料将成为本研究的重要基础。
在研究的准备阶段，笔者已经通过问卷和访谈的方式对中美两国的工科教师发展进行了初步的探索，为进一步明确本研究的内容提供了帮助。由于专门针对工科教师开展的研究并不多，所以问卷和访谈的方法将是本研究搜集一手资料的一个重要来源。本研究将通过问卷，广泛调查现阶段中国工科教师队伍的现状以及其中的问题，重点访谈部分高校的管理者，研究现阶段已有的工科教师队伍建设的政策和实践。
本研究前期的问卷共发放50份，对象为国内研究型大学工科院系的教师以及长期参与工程教育研究的学者，回收问卷39份。利用在美国访问期间，与麻省理工学院、科罗拉多州立大学、亚利桑那州立大学和海军学院等美国研究型大学工科院系的教师进行访谈和交流，了解他们对教师队伍建设的实践与思考。
在正式研究阶段，笔者还对国内部分研究型大学工科院系的30多位教师和管理者进行了访谈，主要是了解现阶段工科院系教师队伍的现状及问题，作为本书分析的佐证。
传记是个人的生活文献以及描述个人生活历程中转折关键期的文献，通常包括传记、信件、日记、生活史、个人经历、个人史及历史故事等（胡森，2006）。传记研究关注个人的生活经验，通常用于发展历程的研究。传记式研究方法从20世纪30年代开始被应用于社会学和人类学的研究，近年来在文学和教育学等领域也被广泛应用，成为各个学科研究的基本范式之一。在对教师的研究中，传记式研究也是一种重要的方法，特别是从20世纪80年代开始，研究者开始广泛关注教师个人在教学中的特点，从个人、情境、历史、政治、社会和经验等多个维度研究教师的教学实践（Cole，1999），另外在教师职业发展和教师知识形成等方面都有大量研究运用了这种方法（陈雨亭，2006）。
由于本书研究对象的特殊性，部分数据无法找到官方统计，笔者对学校官方网站和一些内部资料中教师的简历进行了传记式研究。首先根据本研究的需要，设计了信息采集的模板（包括每个教师的职称、学衔、年龄、学历及工作经历等），然后从教师个人的简历中采集每个教师的个人信息，建立了部分学校工科院系教师基本情况的数据库，再通过编码和统计等步骤为本研究提供第一手资料，成为教师队伍结构分析的基础。部分学校或院系的网站更新比较慢，但从统计的意义上看，这些误差对教师队伍的整体特点和趋势影响不大。
笔者通过上文所提到的资料收集方式，共采集了国内外研究型大学工科院系教师资料1010余份，20余所中美研究型大学的60多个院系的数据，为研究提供了丰富的材料。
案例研究主要针对个人、群体或现象开展研究调查，是对某一环境、一个对象、一组文献或一个具体时间的细致研究，通过对个案深入的调研，概括或预测个人、群体或现象的特征或发展趋势。案例研究是社会学研究的重要方法（Bogdan et al，2006）。
本书主要以清华大学和麻省理工学院的工科教师队伍作为研究案例。这两所学校都是中美两国典型的研究型大学，且以工科见长，能够在很大程度上代表两国高水平工程教育的发展情况。此外，笔者在清华大学和麻省理工学院的学习经历，也使其对两校工程教育的现状有一定的了解，为本研究奠定了良好的基础。
本研究以中美两国的工科教师发展为研究重点，从已有的研究看，中美关于工程教育和教师队伍的研究有很多不同之处，无论是研究方法、研究视角和研究理论都存在区别，这为比较带来一定的难度。本书将从宏观的角度入手，探索在工程教育发展阶段的背景之下，两国教师队伍结构的特点和发展规律。从某种程度上来说，美国工程教育的研究更全面，历史也较我国长很多，因此，本书也希望能够从美国的工科教师发展的研究中，总结他们的经验和教训，为我国的政策制定和实践操作提出一些有益的建议。
本书还应用了历史比较的研究方法，从中美工程教育的发展史探索不同阶段工科教师队伍的特点。更重要的是，通过历史的比较，研究工程教育的基本定位及其对教师队伍的需求，为后文的实证数据分析奠定基础。