STEM教育是當今全球教育改革發展的主流話語，產生了廣泛影響，其中STEM教師具有關鍵作用已成為共識。然而，關于STEM教師發展在認識上仍存在諸多模糊和爭議，實踐中也面臨多重挑戰。正本清源是深化理論研究、政策供給和實踐探索的前提，因而有必要針對STEM教師發展中的相關問題作出理論上的分析和闡釋。

“STEM教師”概念的緣起與共識

在新一輪科技革命和產業變革加速發展的時代背景下，各國紛紛將科技人才培養置于戰略高度。STEM教育以其跨領域融合、項目導向、實踐參與等特征，在科技人才培養方面凸顯出有效性。不僅如此，STEM專業畢業生因能更好地適配產業需求，其在勞動力市場中展現出更高的競爭力，就業率與薪資水平持續領先。[1] 因此，STEM教育成為各國培養創新型科技人才的重要途徑，被譽為“21世紀最具指導性的教育改革話語”。[2] 在STEM教育的復雜系統中，教師的作用至關重要，其不僅是知識的傳遞者，更是學習環境的設計者、學生思維的引導者和創新能力的培養者。優秀的STEM教師能夠將抽象的科學概念轉化為生動的實踐活動，激發學生的學習興趣，培養學生的創新思維。

美國率先在政策層面推動STEM教育發展，并關注STEM教師隊伍建設。1986年，美國國家科學委員會發布了《本科的科學、數學和工程教育（Undergraduate Science, Mathematics, and Engineering Education）》報告，明確提出通過政策引導和資金支持推動科學、數學、工程學科教育發展，標志著STEM教育政策的正式啟動。[3] 隨后幾十年，歷屆美國政府出臺了系列政策，將STEM教育置于教育改革的核心地位，同時在K-12教育體系中全面普及STEM課程，建立了相對完善的STEM教師政策框架，進而在全球范圍內產生示范效應。

此后，各國基于自身教育傳統和現實需求，對STEM教育進行了本土化改造，形成了不同的本土概念和實踐模式，如德國的MINT教育（德語Mathematisch，Informatisch，Naturwissenschaftlich，Technischen首字母縮寫，即數學、信息技術、自然科學與技術）、芬蘭的LUMA計劃（芬蘭語Luonnontiede，Mathematics首字母縮寫，即自然科學與數學），以及我國的科學教育等。在全球范圍內，形成了諸多關于STEM教師的不同定義，經濟合作與發展組織（OECD）將其定義為“參與數學、科學、工程和技術中至少一門學科的教學與打分，且沒有參與其他學科教學的教師”。[4] 美國華盛頓州將其定義為“負責教授旨在培養學生描述、闡釋和預測自然現象能力課程的教育工作者”。[5] 我國香港地區將其定義為“數學教育，科學教育，科技教育，個人、社會及人文教育四個學習領域的教師”。[6]

透過這些現象和文本，我們認為STEM教師主要包括兩類群體，一是負責傳統理工科課程（如基礎物理、基礎化學、基礎生物學、信息技術等）教學的教師，二是專門從事STEM領域跨學科項目化教學的教師。他們的教育教學活動具備STEM教育的重要特征，即致力于培養科技人才、改善畢業生就業狀況；而跨學科、項目化教學，是一種被倡導且被認為行之有效的教學組織形態。

STEM教師發展的全球圖景

各國在促進STEM教師發展的過程中形成了多樣化的政策和實踐形態，在職前培養、職后發展、課程開發、評價框架等方面展現出許多新特征。

（一）職前培養階段探索跨學科整合，完善教師知識結構

STEM教師發展的首要變革體現在教師知識結構的重構。面對科技高速發展帶來的復雜性挑戰，傳統分科教學模式顯現出明顯的局限性，促使全球教育界重新審視教師的知識結構。在此背景下，跨學科整合的培養理念應運而生。

該理念的核心在于，在教師培養過程中打破學科壁壘，構建多元、交融的知識結構。例如，德國的STEM教師培養體系強調跨學科學習，要求教師在主修某一STEM學科的同時，應系統修讀輔修學科，通過“主輔并重”的課程設計，在職前階段奠定堅實的跨學科知識基礎，以支撐其未來的整合性教學實踐。[7] 美國的UTeach課程項目（由得克薩斯大學奧斯汀分校創立）通過多元課程的有機整合—涵蓋學科知識、教育理論、教學實踐、體驗學習與評價策略—實現了學科專業能力與教學實踐能力的協同發展。該模式以其系統性和實用性著稱，不僅注重知識的廣度與深度，更強調知識的整合與實際應用能力。截至2022年，UTeach項目已被全美23個州的50所高校采納，進一步驗證了其可操作性與有效性。[8]

（二）強調差異化培訓，助力教師在不同職業階段的持續發展

STEM教師發展的另一顯著變革體現在職后培訓的精細化與差異化。隨著STEM教育場景日益多元，教師職業發展需求也變得多樣，傳統培訓模式已難以適應不同背景、不同發展階段教師的個性化成長需要。精細化培訓模式的核心在于正視教師群體內在的差異性，通過系統化、分層式的培訓設計，推動教師在專業道路上實現個性化發展。

英國在STEM教師職后培訓中建立了清晰的分類培養體系。針對初任教師，根據其學歷背景與教學經驗實施精準分析，確保培訓內容緊密契合教師既有知識結構與實際需求，促進教育理論與個人實踐經驗的深度融合。對于在職教師，則通過“國家科學教學卓越中心”（National Centre for Excellence in Science Teaching）這一專業平臺，提供持續而有區別的專業發展支持，助力其實現不同職業階段的跨越。[9]

美國同樣強調基于教師發展需求的差異化培養策略。在初任階段，注重通過學科知識培訓與STEM教學體驗課程，增強崗位認同與教學熱情；進入成熟階段，依托進階專業發展項目激發其教學創新與應對復雜情境的能力；領導者階段，則通過搭建專家與同行協作網絡，重點培養其研究反思能力與教育領導力。[10]

（三）多主體協同匯聚資源，為教師教育課程開發提供多元支持

STEM教師教育課程設計正經歷從單一機構主導向多主體協同的重要變革。傳統模式下，機構資源有限、課程形式單一、偏重理論，難以滿足教師在跨學科整合與實踐創新等方面的發展需求。為此，各國積極推動高校、科研機構、中小學校等多元主體協作，共同構建更加完備的STEM教師教育課程體系。

芬蘭的LUMA生態系統是這一模式的典范。其以“合作創造更多”為核心理念，將協同提升為課程開發的核心價值。LUMA國家中心（LUMA Centre Finland）負責戰略規劃與資源協調，聯動不同學科和各類學校的專業與實踐資源；各分中心則自主對接高校與企業，尋求理論、實踐與技術支持，構建符合區域需求的多層次課程資源網絡。此外，芬蘭還通過參與歐盟STEM聯盟等機制，融入國際資源，拓展合作邊界。[11] 加拿大側重教師群體內部的知識共享，進一步豐富“多主體協同”的內涵。英屬哥倫比亞大學在教師教育課程中提出“教師既是教師又是學生”的理念，推動STEM教師群體教學經驗與專業思考的深度融合，為課程注入鮮活的實踐智慧。[12]

（四）重構專業標準，引領和保障STEM教師專業發展

教師能力標準的系統化建構是STEM教師發展的又一關鍵特征。隨著STEM教育對綜合素養與創新能力的要求不斷提高，傳統專業標準已難以全面、客觀反映教師的能力水平。為此，多個國家積極推進多維度、綜合化的專業標準構建，旨在為STEM教師的專業成長提供科學且系統的導向。

多個國家先后提出STEM教師能力標準框架。如美國國家科學教師協會（NSTA）1998年發布《科學教師教育標準》（NSTA Standards for Science Teacher Preparation），澳大利亞科學教師協會（ASTA）2002年推出《全國優秀科學教師專業標準》（Professional Standards for Highly Accomplished Teachers of Science）。[13] 這些標準普遍具備綜合性和前瞻性，不僅關注學科知識基礎，更強調教學實施能力、創新思維與專業可持續發展潛力。

通過對各國標準體系的比較與分析，可將STEM教師核心能力歸納為八個關鍵維度：對STEM教育的深刻理解，扎實的學科基礎，跨學科教學能力，個性化教學能力，STEM課程開發能力，終身學習能力，教學領導能力，數字素養。這些要素為STEM教師的專業發展與評價提供了清晰的依據和方向指引。

中國STEM教師發展的理念與實踐

中國STEM教師發展政策展現出本土理解與國際概念融合發展的特點。基于本土教育特征，結合對國際STEM教育理念精華的汲取，構建了本土化的科學教育概念，并形成相應的政策體系與實踐樣態。

新世紀基礎教育課程改革確立了科學教育的重要地位，為中國STEM教師發展奠定了重要的政策基礎。2015年，教育部辦公廳印發《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見（征求意見稿）》，提出“探索STEAM教育、創客教育等新教育模式”，標志著STEM教育理念正式進入中國教育政策話語體系。近年來，科學教育的大幅度推進，為STEM教師發展帶來了新的契機。2021年國務院印發《全民科學素質行動規劃綱要（2021—2035年）》，明確了以提升教師科學素質為重點任務的戰略導向。2023年教育部聯合十八部門印發《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》，提出通過3—5年時間顯著擴大科學教師隊伍規模、提升其能力素質，并在后續部署中推動全國中小學教師科學素質培訓。同年，國際STEM教育研究所落戶上海，將STEM教育和STEM教師議題提升到新的戰略高度。

實踐中，我國不同學段科學教師在職責定位與能力要求上呈現明顯差異。小學階段科學教學多由專職科學教師和外聘教師承擔，教學重點主要是為學生奠定科學興趣、觀念、方法、實踐的基礎，涵養科學精神，因而要求教師知識面廣、善于回應多樣化問題并激發學生學習興趣。初中和高中階段受分科教學影響，科學教育主要由物理、化學、生物學、信息技術等學科教師負責，需要在學科框架內實施跨學科教學，要求教師既精通本學科知識，又具備跨學科整合與教學能力。在此背景下，我國教學實踐領域逐漸涌現出多樣化的STEM教師發展模式。這些創新實踐既積極吸納國際先進經驗，也注重扎根中國科學教育的土壤。

“科學副校長”制度是我國的一項重要創新。2025年1月，教育部辦公廳印發《中小學科學教育工作指南》，明確提出“每所學校至少有1名科學副校長”，全面負責統籌學校科學教育相關工作。在政策推動下，各地中小學積極引進科技企業、科研基地的專家學者擔任科學副校長，為學校科學教育開展和STEM教師隊伍建設提供專業引領。

“雙師協同”教學模式也在多地推廣并取得良好成效。例如，上海市七寶明強小學在“氣候變化”主題課程中，邀請氣象專家與科學教師共同參與課程設計：專家負責提供前沿知識和方法指導，教師負責教學設計與學生管理。通過“專家講座+教師引導+學生實踐”三位一體的授課方式，學生既掌握了氣候變化的科學原理，也提升了數據分析和環境監測等實踐能力。

中國STEM教師發展的挑戰與前瞻

在實踐中，我國STEM教師發展依然面臨一系列問題和挑戰。

（一）STEM教師發展面臨的挑戰

STEM教師短缺是當前面臨的嚴峻問題。聯合國教科文組織2024年發布《全球教師報告》指出，要實現2030年可持續發展目標，全球仍短缺4400萬名教師，其中STEM教師短缺尤為嚴重。《中國STEM教育白皮書》指出，師資問題已成為制約STEM教育實施的最大瓶頸。研究發現，2022年全國小學科學專任教師僅24萬人，校均1. 61人，難以滿足教學需求。2021年調查顯示，超過70%的小學科學教師來自非理工科背景，專業素養亟待提升，嚴重影響科學教育的效果。[14] 在中學階段，如何開展STEM教育尚未有成熟的解決方案，即便有些學校已經開設STEM方面的選修課或必修課，但普遍面臨合格教師短缺的問題。

分科培養模式難以培養具備跨學科教學能力的STEM教師。師范院校普遍缺乏技術與工程教育專業，相關師范生相對稀缺。在專業覆蓋不足的基礎上，當前師范院校的教師培養仍以單一學科為主，課程設置中呈現明顯的學科壁壘。專業課程聚焦本學科知識體系，缺乏多學科交叉內容。在實踐課程中，往往也以單一學科的教學實踐為主，缺乏跨學科的項目設計。這種以單一學科為核心、忽視跨學科項目設計與綜合問題解決能力的傳統培養模式，難以培養出具備跨學科整合教學能力的STEM教師。

專業發展支撐體系薄弱制約STEM教師的持續成長。目前，我國缺乏系統的STEM教師教研機制，主要表現在：小學階段科學教師數量不足、專業素養參差不齊，缺乏深度教研的專業基礎，難以形成有效的教研共同體；與小學階段專業力量分散的問題不同，中學階段的教學與培訓延續了嚴格的分科模式，學科間缺乏有效銜接，跨學科教研活動開展嚴重不足，甚至初中與高中學段之間也存在斷層，各學科教師專業發展環境相對封閉。

專業標準建設滯后導致STEM教師發展缺乏規范指引。目前，國家層面尚未出臺權威的STEM教師專業標準框架，導致教師培養和職后培訓缺乏依據。專業研究機構開展了相關的研究探索，但仍缺乏針對不同學段、不同學科STEM教師的分層分類標準與相應的測評機制。

（二）STEM教師發展的未來展望

一是完善STEM教師職前培養體系。在教師教育體系構建中，應將STEM教師培養作為重要議題，構建完備的師范生培養體系。制定分學段、分學科的STEM教師能力標準，為師范生培養提供清晰目標。完善“國優計劃”試點高校培養模式，加強跨學科知識和教學能力培養。有序擴大師范院校STEM學科師范生培養規模，培養過程強調跨學科教學素養的培育。引導高水平師范院校設立STEM教學指導中心，為STEM教師培養提供專業支持。同時，推動師范院校與科研機構、科技企業建立合作，安排師范生進入實驗室和科技企業開展實踐，通過參與科研項目提升其創新能力與項目化教學能力。

二是健全STEM教師在職培訓體系。將STEM教師能力提升納入中小學教師國家級培訓計劃，引導各地區跟進調整，建立全覆蓋的培訓機制。在跨學科教學設計、STEM教學實施與評價等關鍵領域開展專項培訓，助力學科教師轉型。依托信息化手段建設線上培訓平臺，提供豐富的教學資源。

三是推廣“科學家+STEM教師”雙師協作模式。依托科學副校長制度，深化中小學與高校、科研院所、科技企業合作，建立穩定的合作與指導機制。完善雙師模式的制度保障，鼓勵科學家進入中小學課堂，共同提升STEM教學質量。推動高校實驗室向中小學教師開放，支持教師接觸科技前沿、參與科研項目，拓寬教學視野與知識基礎。

四是推進中小學跨學科教研常態化實施。建立STEM學科跨學科聯合教研制度，打破學科壁壘，組織相關學科教師定期開展集體教研，促進教師協作與經驗共享。強化學段銜接，建立小初高STEM教師協同機制，開展跨學段教研交流，增強STEM教育的連貫性與系統性，避免內容重復或斷層。

五是加強STEM教研隊伍與評價體系建設。在各級教研機構中設置STEM教研員，組建專業扎實、實踐能力突出的教研團隊，為教師提供精準指導。建立分層教研機制，小學側重啟蒙與興趣培養，初中關注學科融合與實踐探究，高中突出專業深度與創新能力。構建STEM教師多維度評價體系，加強評價結果使用，激發STEM教師持續提升專業能力。

參考文獻

[1] Day J C, Martinez A. Does majoring in STEM lead to a STEM job after graduation[J]. US Census Bureau, 2021.

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

[3] National Science Foundation. Undergraduate Science, Math, and Engineering Education[R]. Washington, D. C. ：National Science Foundation, 1986.

[4] OECD. Teachers Getting the Best out of Their Students：From Primary to Upper Secondary Education[R]. TALIS. OECD Publishing, 2021.

[5] Interstate New Teacher Assessment and Support Consortium. Model standards in science for beginning teacher licensing and development：A resource for state dialogue[J]. Council of Chief State School Officers. Retrieved January, 2002, 14: 2004.

[6] 香港教育工作者聯會. 前線STEM教師支援政策研究報告[R]. 香港，2017.

[7] 袁磊，金群. 在STEM教育中走向未來—德國STEM教育政策及啟示[J]. 電化教育研究，2020（12）：122-128.

[8] Howard Veazy, Chanel. The UTeach Program：Minimizing the Disconnect Between Teacher Preparation Programs and Teaching Actualized [J]. Education Theses and Dissertations, 2023, Paper 19.

[9] Roberts, G. SET for success：The supply of people with science, technology, engineering and mathematics skills. HM Treasury, 2002.

[10] 趙中建. 美國STEM教育政策進展[M]. 上海：上海科技教育出版社，2015.

[11] 沈偉，楊悅寧.“合作創造更多”：芬蘭STEM教師教育的供給主體與協同機制[J]. 高等教育研究，2021（12）：101-109.

[12] 袁智強，Marina Milner-Bolotin，David Anderson. 加拿大高校培養STEM教師的經驗與啟示—以英屬哥倫比亞大學為例[J]. 數學教育學報，2021（3）：96-102.

[13] 呂貝貝，王晶瑩. 國際視野下的中小學科學教師培養：系統設計、多方推動、職前職后一體化[J]. 上海教育，2023（32）：18-22.

[14] 伊娟，徐繼存. 科學教育發展的國際經驗及啟示[J]. 濟南大學學報（社會科學版），2024（04）：153-159.

[李廷洲系上海師范大學國際教師教育中心（聯合國教科文組織教師教育中心）研究員；謝昊倫系北京師范大學教育學部博士生；姚鳳系上海市七寶明強小學校長、正高級教師，本文通訊作者]

本文系國家社會科學基金2025年度教育學一般課題“小學生科學精神培育的學習資源開發與進階實施研究”（課題編號：BHA250248）的研究成果

《人民教育》2025年第19期