随着以“生产高度数字化、网络化、机器自组织”为主导的第四次工业革命的到来,工程教育面临的外界环境日益错综复杂,工程实践也凸显出多元化的发展趋势。作为工程教育的最高学位层次,工程博士教育对于工程人才的培养至关重要。美国在世界高等工程教育界一直保持着领先地位,培养了大批优秀的工程人才,推动了科技发展与工程技术创新。目前,我国工程博士教育仍处于早期探索阶段,起步较晚且进展缓慢,工程应用型人才培养规模小,培养质量亦无法满足当今经济社会发展对复合型工程人才的要求。因此,本文基于美国工程博士教育的相关经验,为我国工程博士培养模式的构建提供借鉴。本文主要运用文献研究法、比较研究法以及案例研究法,在三螺旋理论、大工程观教育理念以及知识生产模式理论的指导下,围绕培养目标、课程体系、科研项目以及考核评价四个方面分析密歇根大学、加州大学伯克利分校和麻省理工学院三所高校的工程博士培养模式,并在此基础上,总结各个高校培养过程中的一些基本特点与规律。在培养目标方面,注重基础与跨学科知识、强调以问题与实践为导向、突出工程领导力、重视工程伦理;在课程体系方面,重视基础理论课程学习、促进多学科交叉融合、培养学生领导能力;在科研项目方面,政府注重对项目的资金支持、强调校企联合培养、突出跨学科合作培养;在考核评价方面,评价内容多维度、评价主体多元化、评价方式多样化。最后,针对我国工程博士教育现状与问题,结合美国三所高校工程博士培养模式的相关经验与基本特征,从建立多层次培养目标体系、构建“多目标—重实践—强交叉”课程体系、推进多主体参与的项目研究以及构建完善的考核评价体系等方面提出完善我国工程博士专业学位研究生教育培养模式的建议。