李廷洲等：STEM教师发展的全球议题与中国实践

STEM教育是当今全球教育改革发展的主流话语，产生了广泛影响，其中STEM教师具有关键作用已成为共识。然而，关于STEM教师发展在认识上仍存在诸多模糊和争议，实践中也面临多重挑战。正本清源是深化理论研究、政策供给和实践探索的前提，因而有必要针对STEM教师发展中的相关问题作出理论上的分析和阐释。

“STEM教师”概念的缘起与共识

在新一轮科技革命和产业变革加速发展的时代背景下，各国纷纷将科技人才培养置于战略高度。STEM教育以其跨领域融合、项目导向、实践参与等特征，在科技人才培养方面凸显出有效性。不仅如此，STEM专业毕业生因能更好地适配产业需求，其在劳动力市场中展现出更高的竞争力，就业率与薪资水平持续领先。[1] 因此，STEM教育成为各国培养创新型科技人才的重要途径，被誉为“21世纪最具指导性的教育改革话语”。[2] 在STEM教育的复杂系统中，教师的作用至关重要，其不仅是知识的传递者，更是学习环境的设计者、学生思维的引导者和创新能力的培养者。优秀的STEM教师能够将抽象的科学概念转化为生动的实践活动，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新思维。

美国率先在政策层面推动STEM教育发展，并关注STEM教师队伍建设。1986年，美国国家科学委员会发布了《本科的科学、数学和工程教育（Undergraduate Science, Mathematics, and Engineering Education）》报告，明确提出通过政策引导和资金支持推动科学、数学、工程学科教育发展，标志着STEM教育政策的正式启动。[3] 随后几十年，历届美国政府出台了系列政策，将STEM教育置于教育改革的核心地位，同时在K-12教育体系中全面普及STEM课程，建立了相对完善的STEM教师政策框架，进而在全球范围内产生示范效应。

此后，各国基于自身教育传统和现实需求，对STEM教育进行了本土化改造，形成了不同的本土概念和实践模式，如德国的MINT教育（德语Mathematisch，Informatisch，Naturwissenschaftlich，Technischen首字母缩写，即数学、信息技术、自然科学与技术）、芬兰的LUMA计划（芬兰语Luonnontiede，Mathematics首字母缩写，即自然科学与数学），以及我国的科学教育等。在全球范围内，形成了诸多关于STEM教师的不同定义，经济合作与发展组织（OECD）将其定义为“参与数学、科学、工程和技术中至少一门学科的教学与打分，且没有参与其他学科教学的教师”。[4] 美国华盛顿州将其定义为“负责教授旨在培养学生描述、阐释和预测自然现象能力课程的教育工作者”。[5] 我国香港地区将其定义为“数学教育，科学教育，科技教育，个人、社会及人文教育四个学习领域的教师”。[6]

透过这些现象和文本，我们认为STEM教师主要包括两类群体，一是负责传统理工科课程（如基础物理、基础化学、基础生物学、信息技术等）教学的教师，二是专门从事STEM领域跨学科项目化教学的教师。他们的教育教学活动具备STEM教育的重要特征，即致力于培养科技人才、改善毕业生就业状况；而跨学科、项目化教学，是一种被倡导且被认为行之有效的教学组织形态。

STEM教师发展的全球图景

各国在促进STEM教师发展的过程中形成了多样化的政策和实践形态，在职前培养、职后发展、课程开发、评价框架等方面展现出许多新特征。

（一）职前培养阶段探索跨学科整合，完善教师知识结构

STEM教师发展的首要变革体现在教师知识结构的重构。面对科技高速发展带来的复杂性挑战，传统分科教学模式显现出明显的局限性，促使全球教育界重新审视教师的知识结构。在此背景下，跨学科整合的培养理念应运而生。

该理念的核心在于，在教师培养过程中打破学科壁垒，构建多元、交融的知识结构。例如，德国的STEM教师培养体系强调跨学科学习，要求教师在主修某一STEM学科的同时，应系统修读辅修学科，通过“主辅并重”的课程设计，在职前阶段奠定坚实的跨学科知识基础，以支撑其未来的整合性教学实践。[7] 美国的UTeach课程项目（由得克萨斯大学奥斯汀分校创立）通过多元课程的有机整合—涵盖学科知识、教育理论、教学实践、体验学习与评价策略—实现了学科专业能力与教学实践能力的协同发展。该模式以其系统性和实用性著称，不仅注重知识的广度与深度，更强调知识的整合与实际应用能力。截至2022年，UTeach项目已被全美23个州的50所高校采纳，进一步验证了其可操作性与有效性。[8]

（二）强调差异化培训，助力教师在不同职业阶段的持续发展

STEM教师发展的另一显著变革体现在职后培训的精细化与差异化。随着STEM教育场景日益多元，教师职业发展需求也变得多样，传统培训模式已难以适应不同背景、不同发展阶段教师的个性化成长需要。精细化培训模式的核心在于正视教师群体内在的差异性，通过系统化、分层式的培训设计，推动教师在专业道路上实现个性化发展。

英国在STEM教师职后培训中建立了清晰的分类培养体系。针对初任教师，根据其学历背景与教学经验实施精准分析，确保培训内容紧密契合教师既有知识结构与实际需求，促进教育理论与个人实践经验的深度融合。对于在职教师，则通过“国家科学教学卓越中心”（National Centre for Excellence in Science Teaching）这一专业平台，提供持续而有区别的专业发展支持，助力其实现不同职业阶段的跨越。[9]

美国同样强调基于教师发展需求的差异化培养策略。在初任阶段，注重通过学科知识培训与STEM教学体验课程，增强岗位认同与教学热情；进入成熟阶段，依托进阶专业发展项目激发其教学创新与应对复杂情境的能力；领导者阶段，则通过搭建专家与同行协作网络，重点培养其研究反思能力与教育领导力。[10]

（三）多主体协同汇聚资源，为教师教育课程开发提供多元支持

STEM教师教育课程设计正经历从单一机构主导向多主体协同的重要变革。传统模式下，机构资源有限、课程形式单一、偏重理论，难以满足教师在跨学科整合与实践创新等方面的发展需求。为此，各国积极推动高校、科研机构、中小学校等多元主体协作，共同构建更加完备的STEM教师教育课程体系。

芬兰的LUMA生态系统是这一模式的典范。其以“合作创造更多”为核心理念，将协同提升为课程开发的核心价值。LUMA国家中心（LUMA Centre Finland）负责战略规划与资源协调，联动不同学科和各类学校的专业与实践资源；各分中心则自主对接高校与企业，寻求理论、实践与技术支持，构建符合区域需求的多层次课程资源网络。此外，芬兰还通过参与欧盟STEM联盟等机制，融入国际资源，拓展合作边界。[11] 加拿大侧重教师群体内部的知识共享，进一步丰富“多主体协同”的内涵。英属哥伦比亚大学在教师教育课程中提出“教师既是教师又是学生”的理念，推动STEM教师群体教学经验与专业思考的深度融合，为课程注入鲜活的实践智慧。[12]

（四）重构专业标准，引领和保障STEM教师专业发展

教师能力标准的系统化建构是STEM教师发展的又一关键特征。随着STEM教育对综合素养与创新能力的要求不断提高，传统专业标准已难以全面、客观反映教师的能力水平。为此，多个国家积极推进多维度、综合化的专业标准构建，旨在为STEM教师的专业成长提供科学且系统的导向。

多个国家先后提出STEM教师能力标准框架。如美国国家科学教师协会（NSTA）1998年发布《科学教师教育标准》（NSTA Standards for Science Teacher Preparation），澳大利亚科学教师协会（ASTA）2002年推出《全国优秀科学教师专业标准》（Professional Standards for Highly Accomplished Teachers of Science）。[13] 这些标准普遍具备综合性和前瞻性，不仅关注学科知识基础，更强调教学实施能力、创新思维与专业可持续发展潜力。

通过对各国标准体系的比较与分析，可将STEM教师核心能力归纳为八个关键维度：对STEM教育的深刻理解，扎实的学科基础，跨学科教学能力，个性化教学能力，STEM课程开发能力，终身学习能力，教学领导能力，数字素养。这些要素为STEM教师的专业发展与评价提供了清晰的依据和方向指引。

中国STEM教师发展的理念与实践

中国STEM教师发展政策展现出本土理解与国际概念融合发展的特点。基于本土教育特征，结合对国际STEM教育理念精华的汲取，构建了本土化的科学教育概念，并形成相应的政策体系与实践样态。

新世纪基础教育课程改革确立了科学教育的重要地位，为中国STEM教师发展奠定了重要的政策基础。2015年，教育部办公厅印发《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见（征求意见稿）》，提出“探索STEAM教育、创客教育等新教育模式”，标志着STEM教育理念正式进入中国教育政策话语体系。近年来，科学教育的大幅度推进，为STEM教师发展带来了新的契机。2021年国务院印发《全民科学素质行动规划纲要（2021—2035年）》，明确了以提升教师科学素质为重点任务的战略导向。2023年教育部联合十八部门印发《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》，提出通过3—5年时间显著扩大科学教师队伍规模、提升其能力素质，并在后续部署中推动全国中小学教师科学素质培训。同年，国际STEM教育研究所落户上海，将STEM教育和STEM教师议题提升到新的战略高度。

实践中，我国不同学段科学教师在职责定位与能力要求上呈现明显差异。小学阶段科学教学多由专职科学教师和外聘教师承担，教学重点主要是为学生奠定科学兴趣、观念、方法、实践的基础，涵养科学精神，因而要求教师知识面广、善于回应多样化问题并激发学生学习兴趣。初中和高中阶段受分科教学影响，科学教育主要由物理、化学、生物学、信息技术等学科教师负责，需要在学科框架内实施跨学科教学，要求教师既精通本学科知识，又具备跨学科整合与教学能力。在此背景下，我国教学实践领域逐渐涌现出多样化的STEM教师发展模式。这些创新实践既积极吸纳国际先进经验，也注重扎根中国科学教育的土壤。

“科学副校长”制度是我国的一项重要创新。2025年1月，教育部办公厅印发《中小学科学教育工作指南》，明确提出“每所学校至少有1名科学副校长”，全面负责统筹学校科学教育相关工作。在政策推动下，各地中小学积极引进科技企业、科研基地的专家学者担任科学副校长，为学校科学教育开展和STEM教师队伍建设提供专业引领。

“双师协同”教学模式也在多地推广并取得良好成效。例如，上海市七宝明强小学在“气候变化”主题课程中，邀请气象专家与科学教师共同参与课程设计：专家负责提供前沿知识和方法指导，教师负责教学设计与学生管理。通过“专家讲座+教师引导+学生实践”三位一体的授课方式，学生既掌握了气候变化的科学原理，也提升了数据分析和环境监测等实践能力。

中国STEM教师发展的挑战与前瞻

在实践中，我国STEM教师发展依然面临一系列问题和挑战。

（一）STEM教师发展面临的挑战

STEM教师短缺是当前面临的严峻问题。联合国教科文组织2024年发布《全球教师报告》指出，要实现2030年可持续发展目标，全球仍短缺4400万名教师，其中STEM教师短缺尤为严重。《中国STEM教育白皮书》指出，师资问题已成为制约STEM教育实施的最大瓶颈。研究发现，2022年全国小学科学专任教师仅24万人，校均1. 61人，难以满足教学需求。2021年调查显示，超过70%的小学科学教师来自非理工科背景，专业素养亟待提升，严重影响科学教育的效果。[14] 在中学阶段，如何开展STEM教育尚未有成熟的解决方案，即便有些学校已经开设STEM方面的选修课或必修课，但普遍面临合格教师短缺的问题。

分科培养模式难以培养具备跨学科教学能力的STEM教师。师范院校普遍缺乏技术与工程教育专业，相关师范生相对稀缺。在专业覆盖不足的基础上，当前师范院校的教师培养仍以单一学科为主，课程设置中呈现明显的学科壁垒。专业课程聚焦本学科知识体系，缺乏多学科交叉内容。在实践课程中，往往也以单一学科的教学实践为主，缺乏跨学科的项目设计。这种以单一学科为核心、忽视跨学科项目设计与综合问题解决能力的传统培养模式，难以培养出具备跨学科整合教学能力的STEM教师。

专业发展支撑体系薄弱制约STEM教师的持续成长。目前，我国缺乏系统的STEM教师教研机制，主要表现在：小学阶段科学教师数量不足、专业素养参差不齐，缺乏深度教研的专业基础，难以形成有效的教研共同体；与小学阶段专业力量分散的问题不同，中学阶段的教学与培训延续了严格的分科模式，学科间缺乏有效衔接，跨学科教研活动开展严重不足，甚至初中与高中学段之间也存在断层，各学科教师专业发展环境相对封闭。

专业标准建设滞后导致STEM教师发展缺乏规范指引。目前，国家层面尚未出台权威的STEM教师专业标准框架，导致教师培养和职后培训缺乏依据。专业研究机构开展了相关的研究探索，但仍缺乏针对不同学段、不同学科STEM教师的分层分类标准与相应的测评机制。

（二）STEM教师发展的未来展望

一是完善STEM教师职前培养体系。在教师教育体系构建中，应将STEM教师培养作为重要议题，构建完备的师范生培养体系。制定分学段、分学科的STEM教师能力标准，为师范生培养提供清晰目标。完善“国优计划”试点高校培养模式，加强跨学科知识和教学能力培养。有序扩大师范院校STEM学科师范生培养规模，培养过程强调跨学科教学素养的培育。引导高水平师范院校设立STEM教学指导中心，为STEM教师培养提供专业支持。同时，推动师范院校与科研机构、科技企业建立合作，安排师范生进入实验室和科技企业开展实践，通过参与科研项目提升其创新能力与项目化教学能力。

二是健全STEM教师在职培训体系。将STEM教师能力提升纳入中小学教师国家级培训计划，引导各地区跟进调整，建立全覆盖的培训机制。在跨学科教学设计、STEM教学实施与评价等关键领域开展专项培训，助力学科教师转型。依托信息化手段建设线上培训平台，提供丰富的教学资源。

三是推广“科学家+STEM教师”双师协作模式。依托科学副校长制度，深化中小学与高校、科研院所、科技企业合作，建立稳定的合作与指导机制。完善双师模式的制度保障，鼓励科学家进入中小学课堂，共同提升STEM教学质量。推动高校实验室向中小学教师开放，支持教师接触科技前沿、参与科研项目，拓宽教学视野与知识基础。

四是推进中小学跨学科教研常态化实施。建立STEM学科跨学科联合教研制度，打破学科壁垒，组织相关学科教师定期开展集体教研，促进教师协作与经验共享。强化学段衔接，建立小初高STEM教师协同机制，开展跨学段教研交流，增强STEM教育的连贯性与系统性，避免内容重复或断层。

五是加强STEM教研队伍与评价体系建设。在各级教研机构中设置STEM教研员，组建专业扎实、实践能力突出的教研团队，为教师提供精准指导。建立分层教研机制，小学侧重启蒙与兴趣培养，初中关注学科融合与实践探究，高中突出专业深度与创新能力。构建STEM教师多维度评价体系，加强评价结果使用，激发STEM教师持续提升专业能力。

参考文献

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[2] Chesky N Z, Wolfmeyer M R. Philosophy of STEM education： A critical investigation[M]. Springer, 2015.

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[12] 袁智强，Marina Milner-Bolotin，David Anderson. 加拿大高校培养STEM教师的经验与启示—以英属哥伦比亚大学为例[J]. 数学教育学报，2021（3）：96-102.

[13] 吕贝贝，王晶莹. 国际视野下的中小学科学教师培养：系统设计、多方推动、职前职后一体化[J]. 上海教育，2023（32）：18-22.

[14] 伊娟，徐继存. 科学教育发展的国际经验及启示[J]. 济南大学学报（社会科学版），2024（04）：153-159.

[李廷洲系上海师范大学国际教师教育中心（联合国教科文组织教师教育中心）研究员；谢昊伦系北京师范大学教育学部博士生；姚凤系上海市七宝明强小学校长、正高级教师，本文通讯作者]

本文系国家社会科学基金2025年度教育学一般课题“小学生科学精神培育的学习资源开发与进阶实施研究”（课题编号：BHA250248）的研究成果

《人民教育》2025年第19期