美国国家工程院于2008年发布“工程重大挑战”（Grand Challenges for Engineering）倡议，并提出15字愿景：“使世界更加可持续、安全、健康和快乐。”根据其《工程重大挑战》报告显示，在未获得社会融资情况下，该倡议仅依靠自身愿景所提出的想法驱动了遍及全球的运动。工程重大挑战倡议提出以来，在伦敦(2013年)、北京(2015年)和华盛顿(2017年)举行了三次全球大挑战峰会，这一运动呈现持续加快态势。

由杜克大学（Duke University）、欧林工学院（Olin College of Engineering）和南加州大学（University of Southern California）在2009年召开的首届重大挑战峰会上共同发起了重大挑战学者计划（Grand Challenge Scholar Program，GCSP），目前全球范围内已有70多所高校与机构加入该计划。重大挑战倡议引入旨在强化全球意识和社会技能的工程课程作为工程教育的补充，以激发学生投入实际项目的积极性，并且扩大本科阶段工程学科的社会影响力。美国更是把重大挑战学者计划的指导思想与课程内容嵌入到了K-12计划和社区大学（community college），如蒙哥马利学院。

重大挑战学者计划是美国国家工程院倡议的应对全球工程重大挑战的高层次人才培养计划。21世纪工程的愿景从单纯制造产品和对事物的改造扩展到更加关注人类与地球，提出了可持续发展、安全、健康和快乐生活四大工程重大挑战主题，涵盖诸如发展清洁能源、保障清洁水源、改善城市基础设施、改善医学和医疗保健、加强网络空间安全、加强虚拟现实技术、推进个性化学习等 14 项重大挑战。

在计划实施过程中，着力结合校内课程（school curriculums）、联合课程（joint course）与课外项目（after-school program），重点加强工程毕业生五个范畴的能力：个人能力（Talent Competency）、跨学科能力（Multidisciplinary Competency）、可行的商业/创业能力（Viable Business /Entrepreneurship Competency）、跨文化能力（Multicultural Competency）、社交意识能力（Social Consciousness Competency）等。

2017年10月17日，北京大学工学院通过创新教育中心及Globex等项目加入了重大挑战学者计划。北京大学自2005年重建工学院以来，将研究重点设定为未来的工程和新技术，专业覆盖物理科学、面向全球公共卫生和工业管理的医学领域等，很好地适应了工程重大挑战的愿景以及多样性。目前正在进行的项目有Globex、Capstone设计、I-Podium、全球创新和创业管理与夏季社会服务计划等。

Globex项目是北京大学工学院和多所世界知名大学工学院之间达成的关于学生交换学习和合作研究的培养项目。此项目旨在加深工学院与其他多所世界著名大学工学院之间的合作关系，为优秀的工科学生和教师提供一个良好的全球教育交流和研究交流的实践平台。

I-Podium计划是一个第三代教育系统，它在网络广播等新技术的帮助下突破地域障碍，让学生从世界各地获得优质教育。在这个新的系统下，中美学生将能够接受相同的课程，并通过视频流进行互动，从而形成真正的无边课程。

北京大学自筹了启动和维持重大挑战学者计划计划所需的经费，用于资助创新活动和国际交流，以应对工程领域的巨大挑战。主要包括：岑树科技创新实践教育基金捐赠的500万元、保定同方智慧谷创新基金捐赠的150万元、以及北大国际人才基金捐赠的1000万元等。其中，其吸纳德道集团参与，在校企合作推进高等教育国际化上具有典型意义。

2018年12月16日，北京大学-德稻集团重大挑战学者计划在北京大学签约。德稻集团是一家以文化教育和创新产业为主营业务的知识型、创新型综合企业集团，汇聚了超过500位国际行业领军人物和 150多个德稻大师工作室。

早在2016年，北京大学工学院与德稻教育签署深度合作框架协议，合作双方以共建世界一流工业设计工程专业硕士及工程管理专业硕士为核心目标，发挥各自资源优势，协同合作，共同培养工业设计工程及工程管理领域能够解决技术创新、产品创新与产业发展中设计问题的高端人才。

迄今为止，双方已在专业共建、“重大挑战学术项目”合作、创新创业项目合作、品牌共建等方面开展深入合作，具体形式与成果列举如下。

一是共建北大品牌公选课。北京大学工学院、团委和德稻教育联合主办“北京大学工学院对话全球创新大师系列讲座·德稻大师讲坛”项目面向所有热爱创新的学子和行业精英们开放。2013年起，“对话全球创新大师·德稻大师讲坛”系列讲座正式入选北京大学公选课。

二是共建中国最早的十门MOOCs课程。北京大学与德稻集团合力制作了中国最早的十门MOOCs课程（大规模网络开放课程），即“北京大学-德稻大规模网络开放课程”，成为2013年中国教育十大新闻之一。在此基础上，北大与徳稻集团开展了课程输出和学科共建等多方面、多形式的深度合作。 

三是共建德稻大师课。北京大学借助与徳稻集团签约的徳稻大师资源，开展多形式、高层次的德稻教育大师课，传承各行业大师的智慧和隐性知识，培养复合型、创新型行业精英人才，开展形式包括研讨会、工作坊、硕士和本科教育等。课程注重理论与实践、与行业的紧密结合，通过一系列专业化、系统化的课程使学生在短时间内获得理论知识、实战性技术和解决问题的方法，提升综合能力。经考核合格的学生将获得双方颁发的相应证书、学习证明及徽章。

四是科研和科技园合作。北京大学工学院和德稻集团共建北京大学工学院德稻创新基地，在整合各自优势资源进行科研合作的同时，通过产业引入、园区经营、规划与建设等形式开展科技园共建，共同服务国家科技创新发展战略，助推区域经济发展。

五是专业共建。2014年，北京大学工学院工程管理硕士（MEM）专业率先与德稻集团签订《O+O课程合作协议》，将O+O新型课程体系引入工程管理硕士培养过程。开创了国内O+O线上课程模式的先河。此后，北京大学在启动工业设计工程专业硕士学位项目的过程中也借助了德稻集团在咨询顾问、课程内容输出、产学研配套等方面的优势资源。近期，北京大学与德稻集团合作成立了北大—德稻GCSP先锋班，促进创新型人才培养和项目成果转化合作。

2018年3月，北京航空航天大学依托国际通用工程学院加入了重大挑战学者计划。国际通用工程学院于2015年入选由国家外国专家局和教育部共同实施的“高校国际化示范学院推进计划”，2016年10月正式成立，从2017年9月开始招收本科生。以此为契机，依托学校的工科背景和优势，国际通用工程学院全球引进师资，采用小班化、精英式培养模式，《通用工程及多学科工程设计导论》等核心课程实现全英文授课，旨在打造“北航工科”国际教学试验区。

北京航空航天大学借助美国工程院重大挑战学者计划的实施和推广，为拔尖创新人才在创业意识、职业能力和以问题解决为导向的思维品质培养方面提供了国际平台，促进了工程教育国际化的推进，加强了与国外高水平大学在工程人才培养方面的交流与合作。同时，将国际通用工程学院打造成为“新工科”国际教育教学改革的示范和品牌学院。

北京航空航天大学成立国际通用工程学院并且开展重大挑战学者计划所需经费来自北航学生研究训练计划基金捐赠的100万元人民币，国际大学生设计创新竞赛基金捐赠的100万元人民币，以及北航丰如杯创新基金捐赠的300万元人民币等。

2017年12月，香港大学理工学院（College of Science and Engineering，CSE)牵头申报了重大挑战学者计划，是国内首家参与该计划的高校。主要目标为：培养学生的全面发展，尤其是领导能力；为学生提供创新型学习平台，以应对重大挑战；采取整体的方法，强调研究经验，结合研究经验、跨学科课程、创业、全球维度和服务学习等五部分内容，在每个学生的学术计划中建立课程连接。

香港城市大学成立了以理工学院为基础的指导委员会，负责监督和推进重大挑战学者计划。时任理工学院的院长担任委员会主席，负责教学创新的助理院长担任项目总监，来自各科学和工程学科的10名专家担任委员会成员。指导委员会主要负责以下事项：监督项目的实施；定期审查计划并进行调整和改进；遴选学生加入重大挑战学者计划的相关课程；协助指导学生解决在学校过程中遇到的问题；批准学生组合以整合五个主要组成部分的任务。

香港城市大学通过应用现有技术来加强社会服务的交付，在香港发展了非政府组织的研究项目，主要有：轮椅电池健康状况监测模块开发、帮助“扶轮国际”香港分社设计小型博物馆、帮助视障人士在地铁站台导航、为视障人士开发两款国际象棋游戏、视障人士虚拟运动系统、基于场景识别的盲人导航系统、香港城市大学Apps实验室的“好知势”（Posture Check App）App开发等。

香港大学和香港城市大学各自在2018年8月14日-16日期间举办“工程学应对全球挑战与发展国际研讨会”（Grand Challenges for Engineering Symposium）和“香港国际大挑战学者计划研讨会”（Hong Kong-based International Grand Challenges Scholars Program Workshop），两场研讨会均获得美国国家工程院重大挑战学者计划支持。

香港大学的研讨会上，涵盖的主要议题包括：应对全球重大挑战行动，专业组织在工程学本科教育中的角色，重大挑战：二十一世纪工程学的全球视野，眼科学与生物医学工程融合发展等。美国国家工程院主席、诺奖得主等18位代表作主题报告，内容包括先进眼科植入物、功能性分子材料、计算器科学等。研讨会中有两个分组讨论，深入探讨工程教育如何配合应对这些重大挑战，以及现时工程和科学业界的合作方式，藉以推动新的协作模式和寻找解决问题的行动方案。

参加香港城市大学研讨会的代表主要来自亚太地区知名大学及跨国企业，如韩国科学技术院、清华大学、北京大学、星展银行、汉威联合、英特尔、Microsoft等。会上，香港城市大学分享了重大挑战学者计划开展以来所取得的一些成绩，包括应对全球性问题和重大挑战的发明成果：让视障人士享受阅读乐趣的轻触式阅读器、为缺乏干净食水的地区发明便携式滤水器，以及风力发电机优化设计等。