在我国高等教育全面深化改革形势下，我国大学尤其是工科大学在建设中亟需科学合理的发展策略。为深入理解“中国特色，世界一流”大学的本质特征，本文基于世界主流评价机构发布的历年大学排名数据，对主成分分析、相关性分析以及聚类分析等数据挖掘算法在世界一流大学的特征提取、特征分析、差距分析以及最优标杆选取等方面应用进行了理论探索和研究。　　首先，在种类繁多的评价指标中，分析了影响大学排名的主要因素。在对比国内外大学排名方法以及研究机构基础上，选取了英国的《泰晤士报高等教育》(THE)、Quacquarelli Symonds世界大学排名(QS)和上海交通大学公布的大学学术排名榜(ARWU)三个有显著影响力的排名结果。采用主成分法对三大排名方法所共同选出的世界一流大学进行了分析。数据分析结果表明:三大排名所用的17个指标可减少至5～6个综合因素来概括世界一流大学的特征，其中前5个主成分因素的累计贡献率达84.38％。　　其次，在近十年的发展中，研究了排名持续上升的高校（即“成长型大学”）有哪些主要特点。搜集了三大排名机构历年发布的排名结果，进一步筛选出排名结果中上升幅度较大和名次持续提升的高校，并对此类高校排名名次与各指标的相关性分析和统计理论中的p值进行了检验。分析结果表明:在这些成长型大学中，THE排名中大学排名的变化与指标“教学”和“研究”密切相关，QS排名中大学的排名与指标“学术排名”和“师生比”密切相关，ARWU排名中大学的排名与指标“HiCi”密切相关。　　再次，量化分析了我国工科大学与世界一流大学的差距。分别对2014年度QS和ARWU的前500名高校进行了聚类分析，采用基于类平均的分类算法将排行榜上的高校分为5类，重点研究了我国985工科大学的各因素得分及所属的分类。提出采用类间距来衡量我国工科大学与更高一类大学之间的具体差距，明确了我国工科大学迈向世界一流大学需要补上的短板。　　最后，为缩短我国工科大学和世界一流大学的差距结合，结合管理学中的标杆管理方法，提出了基于主成分分析的标杆优选算法、基于相关性分析的成长型大学标杆分析和基于聚类算法的标杆集优化选择等三种标杆选取改进方法来缩短我国工科大学和世界一流大学的差距，并在量化分析结果基础上定性地给出了一种我国工科大学走向世界一流大学的切实可行的策略。希望能为我国高校在创建世界一流大学寻找努力方向和发力点过程中，提供定量的数据分析参考和借鉴。