공학은 인류의 역사에 있어서 매우 중요한 역할을 해 왔으며, 미래에도 공학의 발전과 혁신은 계속될 것이다. 세계 선진 각국은 창조적이고 경쟁력을 갖춘 엔지니어를 양성하는데 다방면의 노력을 다하고 있다. 우리나라도 국가적 차원에서 공학교육 혁신의 미래적 전망과 비전을 가지고 각 공과대학의 교육 혁신과 경쟁력 강화에 매우 적극적인 노력을 하고 있다.
우수한 공학도를 길러내기 위해서는 훌륭한 시설, 교육과정, 교육환경의 인프라가 갖추어져야 함은 물론, 공학도를 양성하는 공학 교수자의 '가르치는 능력'도 매우 중요한 요인이 되고 있다.
오늘날 의미 있는 교육 이론은 이미 '가르치는 교육'의 패러다임이 아니라 '배우는 학습'의 패러다임으로 바뀌고 있다. 결국 잘 가르치는 일에 있어서 '학습자가 의미있는 지식과 능력을 가지도록 촉진시켜 주느냐'하는 교육 기획과 조력이 매우 중요하며 이와 같은 역할을 해야 하는 구성 촉진자(facilitator)로서의 교수자를 요구하고 있다.

따라서 공과대학에서 교육의 핵심적 주체인 공학 교수자의 수업 능력의 제고와 학습 행위를 돕는데 도움이 되는 교수-학습 모형과 전략이 필요하다. 이에 공학교육의 새로운 방법론 및 패러다임에서 활용 가능한 교수-학습 전략들을 고안하고 이를 활용할 수 있는 능력 배양이 우선적으로 요구된다.
이 교재에는 공학 교수 학습 및 평가 모형을 문제해결적 접근 모형, 협동적 접근 모형, 사고활용 중심 기법과 전략, 그리고 학습과 통합적으로 전략화하는 평가 전략을 포함한 네 가지 범주를 중심으로 각각의 모형과 전략을 논의하였다.

첫째, 문제해결적 접근의 모형과 전략은 구성주의적 학습 철학의 과정과 절차를 반영한 모형들로써 문제중심 학습(Problem Based Learning), 프로젝트중심 학습(Project-Based Learning), 문제해결 학습(Problem Solving Learning), 설계중심 학습(Design Based Learning)을 중심으로 모형과 전략들을 소개하였다. 이들이 지향하는 공통점도 있지만, 활용과 전략의 차이점도 간과할 수 없다. 이들 모형들은 주로 공학교육에서 매우 중요한 학습 절차의 지향점을 잘 반영해 주고 있다.
둘째, 협동적 접근의 모형과 전략으로써 사회적 구성주의에 입각한 '사회적 담론'의 지식 구성 측면에서, 공학기술의 팀워크에 기반한 학습 수행에 있어서 의미있는 보상중심 협동학습, 과제중심 협동학습 등을 망라하여 STAD, TGT, Jigsaw Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Co-op Co-op, Double Expert Group Jigsaw, Partner Expert Group Jigsaw, Co-op Jigsaw Ⅰ, Ⅱ 등의 모형들을 제시하였다. 한편, 교수자의 협동적 교수전략으로써의 팀티칭도 함께 다루었다.
셋째, 최근에 공학교육은 창의적 공학설계와 문제해결에서 창의적 아이디어의 생성과 생산된 아이디어의 분석과 평가가 매우 중요하다. 따라서 학습 모형이라기 보다는 사고활용 기법으로 확산적 사고 기법과 수렴적 사고 기법을 공학교육에 활용한다면 보다 혁신적으로 새로운 아이디어가 창안되고 보다 분석적으로 의사를 결정할 수 있는 전략들을 수업에 활용할 수 있을 것이다.
넷째, 공학교육의 학습과 더불어 학습자 평가의 중요한 증거자료의 수집 방법과 평가 전략을 추가적으로 다루었다. 즉, 공학교육에서의 수행중심 평가 모형과 전략, 수행중심 평가 방법: 증거수집 방법, 포트폴리오 평가 모형과 전략, 그리고 Rubrics 개발 및 활용 등에 대하여 제시하였다.

또한, 이 교재가 공학 교수자의 실제적 핸드북으로 활용되기 위하여 각 모형과 전략은 '이론', '특징', '절차', '모형 도식' 및 '공과대학 적용사례' 등의 내용 중심으로 집필하였다.
공학교육 혁신의 방법론적 가이드가 될 이 교재가 공학교육 수업 혁신에 작은 밑거름이 되길 바란다.