“倒过来”教学法
著名桥梁专家茅以升早年留学美国，上世纪20年代初回国后即从事桥梁工程和教育工作。他在几个学校任教时，重启发不重灌输，鼓励学生提出根本性的问题由老师回答，用“学生考老师”的方法组织教学。他根据学生所提出的问题的难易程度评分：凡提出问题有意义的和比较深的就多给分，反之则少给分；难度最高、意义最大，并且能够难倒老师的，评为第一名。有一次，有个学生提了个问题，茅以升一时答不上来，他当场给这个学生打了个满分。第二天，他研究后重新作了回答。
采用这种“学生考老师”的“倒过来”的教学方法，极大地调动了学生们提问题的积极性，从而使学生加深了对课程学习内容的理解，学得认真、扎实、牢固。学生们的各种疑难问题、意义重大而深远的问题接踵而来，络绎不绝，老师常常被提问难住。而这些问题有的也就成了他的或他与学生的科研课题。
新中国成立后，茅以升长期任铁道科学研究院院长和全国科协领导工作。他积极组织支持和致力于科学普及活动，热情关怀儿童和青少年爱科学、学科学、用科学。他经常勉励儿童和青少年，学习要“博闻强记，多思多问，取法乎上，持之以恒”。茅以升一反常规，采用“倒过来”的教学法，正是他倡导的坚持不懈、孜孜以求地钻研探索，决心攻克科学堡垒的精神的体现。
致力工科教育
自1920年起前后约三十余年，茅以升在教育战线上倾注了不少心血。他曾出任东南大学、河海工程专门学校、北洋大学、唐山工学院等多座大学校长，立基创业，功绩显著，是知名的教授和杰出的教育家。
茅以升在各校任职期间，对校务管理、学校体制、课程设置、教学设备、科学研究、学术活动、教学作风、学生工作和校园管理等，都亲自过问，并作了重大改进。
他在教学工作中，治学严谨，实事求是，素以认真、严格、诲人不倦著称。授课时讲求概念清楚，逻辑严密，注意深入浅出，根据学生的知识水平，用事例解释理论概念，力求讲清每一理论原则的实践意义，使学生透彻领悟，融会贯通。课外与学生交流，尽心辅导，并征求意见，以改进教学。
他不断研究和改进教学方法。他认为教师的责任不仅是授业，更重要的是培养学生自力学习、自力研究的习惯和能力。他反对把学生当作“受体”的灌注式教学，实行启发式教学，使学生成为“主体”。他以自己的治学经验“博闻强记，多思多问，取法乎上，持之以恒”要求学生。他独特的教学方法是通过“考先生来考学生”。每次上课的前十分钟，先指定一名学生，让他就前次学习课程提出一个疑难问题，从学生所提问题的深浅，可知他对课程是否作过深入的钻研和探讨及领会程度。问题提得好，或教师都不能当堂解答的提问者，给满分。如提不出问题，则由另一学生提问，前一学生作答。此法推行后，学生由被动学习变主动学习，学习思想极为活跃，学业大进，深受学生欢迎。同时，学生所提问题，能使教师受到启发，起到教学相长的作用。著名教育家陶行知曾亲自带领教育科学生来听茅以升的课，对他的教学方法评价很高，认为“这的确是个崭新的教学上的革命，是开创了我国教育的一个先例，值得推广”。
茅以升认为旧教育的弊病是理论与实际脱节，通才与专才脱节，科学与生产脱节，片面追求理论教育的“质”，严重忽视培养人才的“量”。他于1926年在上海交大30周年纪念刊和《工程》杂志上发表《工程教育之研究》的论文，批判理论脱离实际的欧美教育制度，呼吁建立适合我国现状的教育制度。主张“先授工程科目，次及理论科学，将现行程序完全倒置”。并且从学制、招生、课程、考核、教授、实习、服务等方面，提出大破大立的改革方案。中华人民共和国成立后，他认为为新社会培育人才，更应进行教育革命。1949年至1950年，他撰写专论《教育的解放》、《习而学的工程教育》等，强调按照人的认识规律，由感性知识入手，进而传授理性知识，先让学生“知其然”，而后逐渐达到“知其所以然”，从而把理论与实际、科学与生产、读书与劳动、学校与现场紧密结合起来。1962年，茅以升将自己的教育思想系统整理写成《建设一个为社会主义服务的教育制度》，在全国人大常委会小组会上发言，受到周总理高度评价。
此外，他还强调要努力提高全民族的文化和科技水平，投身科普工作，抓业余教育和科技人员的继续教育。他重视教育、重视培养人才，几十年如一日，锲而不舍、呕心沥血，直至生命的最后一刻。
高等教育思想
茅以升早年长期从事高等教育工作，先后出任南京东南大学工科主任、南京河海工程学校校长、天津北洋大学校长和交通大学唐山工程学院院长，解放后曾任北京中国交通大学校长，积累了丰富的高等教育经验。他早在上世纪20年代发表的《工程教育之研究》一文影响极其广泛，其后，《教育的解放》、《习而学的工程教育》、《工程教育的方针与方法》、《工程教育中的学习问题》等专论又相继问世，真知灼见蕴纳其中，形成了他自己的高等教育观。
茅以升生于书香门第，青少年时代接受落后的中国式教育，以后负笈美国攻读工程学，留学期间考察和研究了美英法德诸国的高等教育，回国后又投身于中国高等教育，曾几次任大学校长，因而对中国高等教育的落后，有比别人更深切的感受。他分析了中国高等教育的各个环节，包括学制、招生、入学、实习、考试、教学、学分、毕业和就业等，认为中国的高等教育“在时间上、空间上、精神上、物质上都受重重叠叠的束缚”，“改良了五十年，至今还未有灵魂，连躯壳都显得模糊”，“无法创造人人发展的机会”，亦不能“为人民服务，为人类服务，增进大众的享受和把真理应用到人类必需的事物上去”。他指出，“全中国最需要解放的事业，恐怕教育是比较迫切的”。改变高等教育既成状况，必须首先唤起人们正视高等教育存在问题的原因。他深刻地指出，导致高等教育众多问题的原因可以归结为“处处以西法为原则，未能适合国情以求实效”。在他看来，完全模仿既失去借鉴的意义，又造成高等教育的落后。
茅以升高等教育思想正是形成于他对当时高等教育的批判。上世纪20年代，我国处于内忧外患之中，现代意义上的高等教育诞生不久，缺少自己独具特点的思想、制度和方法。西方发达国家的高等教育一时被视为理想模式而加以模仿。茅以升率先提出“实情”，反对搬用西方经验。他的这一早在上世纪20年代提出的观点，至今仍具有现实意义。值得提及的是，茅以升并非主张全盘否定国外高等教育经验。他认为，每一个国家的高等教育都有自己的传统，都必须为本国的建设服务，都应有自己的特色。他说：“英国实业隆盛，故高等教育以实用为主”、“法国富于研究科学之精神，与英国之实用有别”、“德国高等教育彪炳一时，自动研究之精神尤受提倡”。所有这些国家的高等教育“各有其精髓及目的，因国情之不同，自难求一律。”他指出，这些国家的高等教育与我国通行者相去甚远，因此，不应该冒昧模仿。他告诉人们，各国高等教育亦有共同的特点，倘能参合国情，酌量采用，即加以合理的借鉴，一定能够获得启发，促进我国高等教育的发展。他强调，参合国情，酌量采用是当今教育家之专职。他亲为榜样，在全面批判一味模仿的同时，推荐西方发达国家高等教育的值得借鉴的思想、制度和方法。
例如，他指出，威斯康星大学的“分职教育法”和康乃尔大学的“混合教育法”各有特点，桑代克的招生测验准确性高，都有值得我们学习和研究的方面。就此而论，茅以升的批判具有丰富的建设性。批判是为了建设，这是茅以升批判当时高等教育的出发点和归宿。他说：“革去旧的，必须要有新的来代替。”为此，茅以升提出了自己的高等教育理想，几十年如一日加以释阐发挥和完善，并始终为实践自己的理想而努力。
他将自己的高等教育理想称之为“教育的解放”。剖析茅以升“教育的解放”理想和实践，可以发现蕴含于其中的三层意思。
第一，解放学生个人。早在担任唐山工程学院教授时，茅以升就高度重视学生作为人的特性，呼吁高等教育界和整个社会从招生、教育、毕业和就业多方面尊重、关心和帮助学生，促进他们的发展。任职院长后，他着手教学改革，创造“学生考先生”的方法，即由学生提问题，老师回答，用以引导学生参与教学。这种方法集思广益，大大激发了学生的思维活力，实践证明具有良好的效果。著名教育家陶行之先生对此曾经说过：“这的确是一个崭新的教学上的革命，是开创了我国教学上的一个先例，值得我们推广。”解放学生个人，一方面要在教学过程中帮助学生，另一方面应该改革旧的教学制度，为学生的发展创造理想的环境。茅以升指出：“旧的高等教育机构是集中读书的地方。在这里，生活是为了教学，时间可以统一支配。这种学校形式地造就人才就象工厂形式地大批生产一样，用同样的原料，经过同样的工序，在同样的时间，生产出同样的产品。”他认为这种不分地域、不问时代，都用这样机械的流水作业法，完全是以人作物，树人不如树本。茅以升提出因材施教，主张学习计划根据生产需要和个人条件，按月按年，逐步实现，以期达到德育、智育、体育的全面发展的具体要求。他接着要求，每人进步不作统一规定，一把钥匙开一把锁。茅以升在这里实际上提出了教学改革的方向问题。要真正做到尊重学生个人和多方面发展他们的个性，就必须进行教学制度的改革，这已成为共识。茅以升于半个多世纪前提出这样的命题，并指出了具体措施，充分体现了他作为教授和大学校长的远见卓识。