知与行是人类活动的基本结构。在人类活动的起初,知和行是融合的；随着活动的深入和经验的丰富,人类获得了对活动对象的深刻理解,逐渐形成了对活动对象的系统的“知”,即形成了理论,理论一经产生,便可沿着自身的逻辑发展,并有一个群体专门为知之做深入研究,知与行逐渐分离。教学活动的基本结构也是由教学的知与教学的行构成的,可以归结为教学领域的两个基本问题,即“教学是什么”和“教学怎么做”。教学是什么是知的问题,即理论问题,教学怎么做是行的问题,即实践问题。随着教学活动的深入开展,教学理论与教学实践由本然的统一发展为实然的脱离,原本有着共同目标的教学理论研究者与教学实践工作者发展为两大阵营,时常相互攻讦不能有效对话,造成教学理论研究者得不到实践资源、实践工作者得不到理论滋养的状况,制约着二者的进一步发展。本研究认为,教学理论与教学实践、教学理论研究者与教学实践工作者之间存在着一个虚空。教学思维是填充虚空的认识中介,教学工程师是填充虚空的主体中介。教学工程师的出现会健全教学工作者队伍的结构,使各类教学工作者各就其位、各司其职、相互协作,能够使教学理论与教学实践变得和谐,并有效促进中小学教师教学专业能力的发展,进而深化教学改革。本研究围绕教学工程师做初步的系统研究。教学工程师是基于教学理论,对教学理论进行应用开发、筹划教学实践操作思路、设计教学实践方案、回答“教学应该怎么做”的教学工作者,是教学理论工程化的专业研究者。他们深刻理解教学理论、熟知教学实践,筹划和设计的教学实践操作思路和教学实践方案,与教学理论相比,具有实践的品格：与教师具体的教案相比,又有理论的品质,处于教学理论和教学实践的中介位置。他们是联结教学理论与教学实践、沟通教学理论研究者和教学实践工作者的中介主体。现阶段能够担任教学工程师的合适人选有部分教学理论研究者、部分中小学教师、教研员、学科教学论教师等。其中教研员和学科教学论教师是教学工程师的主力军。教育硕士(博士)、“4+2”教育学硕士、课程与教学论专业研究生(包括硕士、博士)是教学工程师的主要来源。运用理论分析和调查法论证了教学工程师存在的必要性和可能性。在教学思维理论基础上探析了教学工程师的微观工作机制,并藉此探讨了教学工程师的工作任务和方法。教学工程师是具有教学思维的教学工作者。教学思维是教学观及教学观支配下教学操作思路的统一体,简单的说就是“知”和“做”的有机统一体。教学工程师通过开发和建构教学思维联结教学理论和教学实践。首先解读教学理论,揭示蕴含在教学理论中的教学观,并对确立的教学观进行闸释,再在教学观的指导下筹划和设计教学操作思路,对将实施此操作思路的教学实践者进行操作性建议,并对教学实践者提出专业素质要求。教学工程师从事和完成如上任务的过程,即是教学理论通过教学思维与教学实践结合的过程。在这一过程中教学工程师运用的方法是解释、筹划、设计、建构思想模型。运用调查法、采用SPSS统计软件对调查结果进行了探索性因素分析,建构了教学工程师的素质结构模型。教学工程师的素质结构包括态度、知识与观念、能力三个维度。态度包括对开发转化教学理论的愿望和探索教学实践的自觉；知识与观念包括具有深厚的学科知识和文化通识、能够体悟教学精神、树立正确教学观、具有教学实践知识;能力包括解释能力、筹划和设计教学的能力、表达能力、沟通和领导能力、反思能力。另外,教学工程师要具有工程思维,其思维具有理想性与虚拟性、转化性与建构性、多样性和协调性、独特性和先进性、实践性和创新性的特点。教学工程师的素质结构具有知行合一、情思并举、智能协作的特点。运用“教学工程师素质结构”调查表对现实中教学工程师的素质现状进行了调查,结果显示,教学工程师具有对教学理论进行应用性开发和研究的强烈愿望和积极态度、较好的学科和教学理论知识基础,但学科境界、教学境界、对教学精神内涵的体悟方面较差,不能对教学理论和实践进行深刻阐释、筹划和设计教学的能力较弱,进而影响到表达、沟通、领导、反思能力的发展。运用文献分析法对现实中教学工程师的培养方案进行了分析,结果显示,培养目标中对“培养应用研究型高级人才”的表达不明确；课程设置中缺少教学哲学以及教学理论与教学实践交叉、交融的过渡性课程、工程训练类课程以及学科史和学科方法、学科思想类课程,使得学生的教学理论知识和学科知识较为丰富,但是教学修养和境界、学科修养和境界相对比较欠缺,工程意识、工程思维能力、工程修养欠佳。结合教学工程师应负有的使命和应具备的素质以及其素质现状和培养现状,提出了教学工程师要遵循的培养原则和培养途径。高等教育培养阶段的培养目标要力求明确提出“培养应用研究型高级专门人才”或“培养教学工程师”：课程设置中要“开设教育教学哲学类、设计类、学科发展史类课程”、“理论学习与实践训练实行‘无缝衔接’”；教学方法上要“讲授力求深刻、精到、系统”、“讨论力避肤浅走过场”、“案例分析追求‘知行合一”’：师资队伍要改进“拼盘式”组合,超越专业局限,力求教学理论与实践的融合;学术交流要在深入细致的著作阅读和教学实践探索的基础上进行,谨防流于形式：在职培训阶段要在定期进修、组建联合教研组织、高校教师云中小学校挂职、重组教研室组织结构等方面建设相关制度以及关注培训内容的优化。