STEM教育是當今全球教育改革發(fā)展的主流話語，產(chǎn)生了廣泛影響，其中STEM教師具有關(guān)鍵作用已成為共識。然而，關(guān)于STEM教師發(fā)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(zhàn)。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(fā)展中的相關(guān)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(chǎn)業(yè)變革加速發(fā)展的時代背景下，各國紛紛將科技人才培養(yǎng)置于戰(zhàn)略高度。STEM教育以其跨領(lǐng)域融合、項目導向、實踐參與等特征，在科技人才培養(yǎng)方面凸顯出有效性。不僅如此，STEM專業(yè)畢業(yè)生因能更好地適配產(chǎn)業(yè)需求，其在勞動力市場中展現(xiàn)出更高的競爭力，就業(yè)率與薪資水平持續(xù)領(lǐng)先。[1] 因此，STEM教育成為各國培養(yǎng)創(chuàng)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(tǒng)中，教師的作用至關(guān)重要，其不僅是知識的傳遞者，更是學習環(huán)境的設(shè)計者、學生思維的引導者和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)者。優(yōu)秀的STEM教師能夠?qū)⒊橄蟮目茖W概念轉(zhuǎn)化為生動的實踐活動，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。

美國率先在政策層面推動STEM教育發(fā)展，并關(guān)注STEM教師隊伍建設(shè)。1986年，美國國家科學委員會發(fā)布了《本科的科學、數(shù)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(shù)學、工程學科教育發(fā)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(nèi)產(chǎn)生示范效應(yīng)。

此后，各國基于自身教育傳統(tǒng)和現(xiàn)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(shù)學、信息技術(shù)、自然科學與技術(shù)）、芬蘭的LUMA計劃（芬蘭語Luonnontiede，Mathematics首字母縮寫，即自然科學與數(shù)學），以及我國的科學教育等。在全球范圍內(nèi)，形成了諸多關(guān)于STEM教師的不同定義，經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（OECD）將其定義為“參與數(shù)學、科學、工程和技術(shù)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(yǎng)學生描述、闡釋和預測自然現(xiàn)象能力課程的教育工作者”。[5] 我國香港地區(qū)將其定義為“數(shù)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(lǐng)域的教師”。[6]

透過這些現(xiàn)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(tǒng)理工科課程（如基礎(chǔ)物理、基礎(chǔ)化學、基礎(chǔ)生物學、信息技術(shù)等）教學的教師，二是專門從事STEM領(lǐng)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(yǎng)科技人才、改善畢業(yè)生就業(yè)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(tài)。

STEM教師發(fā)展的全球圖景

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

（一）職前培養(yǎng)階段探索跨學科整合，完善教師知識結(jié)構(gòu)

STEM教師發(fā)展的首要變革體現(xiàn)在教師知識結(jié)構(gòu)的重構(gòu)。面對科技高速發(fā)展帶來的復雜性挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)分科教學模式顯現(xiàn)出明顯的局限性，促使全球教育界重新審視教師的知識結(jié)構(gòu)。在此背景下，跨學科整合的培養(yǎng)理念應(yīng)運而生。

該理念的核心在于，在教師培養(yǎng)過程中打破學科壁壘，構(gòu)建多元、交融的知識結(jié)構(gòu)。例如，德國的STEM教師培養(yǎng)體系強調(diào)跨學科學習，要求教師在主修某一STEM學科的同時，應(yīng)系統(tǒng)修讀輔修學科，通過“主輔并重”的課程設(shè)計，在職前階段奠定堅實的跨學科知識基礎(chǔ)，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(chuàng)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(xiàn)了學科專業(yè)能力與教學實踐能力的協(xié)同發(fā)展。該模式以其系統(tǒng)性和實用性著稱，不僅注重知識的廣度與深度，更強調(diào)知識的整合與實際應(yīng)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(diào)差異化培訓，助力教師在不同職業(yè)階段的持續(xù)發(fā)展

STEM教師發(fā)展的另一顯著變革體現(xiàn)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(yè)發(fā)展需求也變得多樣，傳統(tǒng)培訓模式已難以適應(yīng)不同背景、不同發(fā)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(nèi)在的差異性，通過系統(tǒng)化、分層式的培訓設(shè)計，推動教師在專業(yè)道路上實現(xiàn)個性化發(fā)展。

英國在STEM教師職后培訓中建立了清晰的分類培養(yǎng)體系。針對初任教師，根據(jù)其學歷背景與教學經(jīng)驗實施精準分析，確保培訓內(nèi)容緊密契合教師既有知識結(jié)構(gòu)與實際需求，促進教育理論與個人實踐經(jīng)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(yè)平臺，提供持續(xù)而有區(qū)別的專業(yè)發(fā)展支持，助力其實現(xiàn)不同職業(yè)階段的跨越。[9]

美國同樣強調(diào)基于教師發(fā)展需求的差異化培養(yǎng)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(yè)發(fā)展項目激發(fā)其教學創(chuàng)新與應(yīng)對復雜情境的能力；領(lǐng)導者階段，則通過搭建專家與同行協(xié)作網(wǎng)絡(luò)，重點培養(yǎng)其研究反思能力與教育領(lǐng)導力。[10]

（三）多主體協(xié)同匯聚資源，為教師教育課程開發(fā)提供多元支持

STEM教師教育課程設(shè)計正經(jīng)歷從單一機構(gòu)主導向多主體協(xié)同的重要變革。傳統(tǒng)模式下，機構(gòu)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(chuàng)新等方面的發(fā)展需求。為此，各國積極推動高校、科研機構(gòu)、中小學校等多元主體協(xié)作，共同構(gòu)建更加完備的STEM教師教育課程體系。

芬蘭的LUMA生態(tài)系統(tǒng)是這一模式的典范。其以“合作創(chuàng)造更多”為核心理念，將協(xié)同提升為課程開發(fā)的核心價值。LUMA國家中心（LUMA Centre Finland）負責戰(zhàn)略規(guī)劃與資源協(xié)調(diào)，聯(lián)動不同學科和各類學校的專業(yè)與實踐資源；各分中心則自主對接高校與企業(yè)，尋求理論、實踐與技術(shù)支持，構(gòu)建符合區(qū)域需求的多層次課程資源網(wǎng)絡(luò)。此外，芬蘭還通過參與歐盟STEM聯(lián)盟等機制，融入國際資源，拓展合作邊界。[11] 加拿大側(cè)重教師群體內(nèi)部的知識共享，進一步豐富“多主體協(xié)同”的內(nèi)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(jīng)驗與專業(yè)思考的深度融合，為課程注入鮮活的實踐智慧。[12]

（四）重構(gòu)專業(yè)標準，引領(lǐng)和保障STEM教師專業(yè)發(fā)展

教師能力標準的系統(tǒng)化建構(gòu)是STEM教師發(fā)展的又一關(guān)鍵特征。隨著STEM教育對綜合素養(yǎng)與創(chuàng)新能力的要求不斷提高，傳統(tǒng)專業(yè)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(yè)標準構(gòu)建，旨在為STEM教師的專業(yè)成長提供科學且系統(tǒng)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(xié)會（NSTA）1998年發(fā)布《科學教師教育標準》（NSTA Standards for Science Teacher Preparation），澳大利亞科學教師協(xié)會（ASTA）2002年推出《全國優(yōu)秀科學教師專業(yè)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(guān)注學科知識基礎(chǔ)，更強調(diào)教學實施能力、創(chuàng)新思維與專業(yè)可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Α?/span>

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(guān)鍵維度：對STEM教育的深刻理解，扎實的學科基礎(chǔ)，跨學科教學能力，個性化教學能力，STEM課程開發(fā)能力，終身學習能力，教學領(lǐng)導能力，數(shù)字素養(yǎng)。這些要素為STEM教師的專業(yè)發(fā)展與評價提供了清晰的依據(jù)和方向指引。

中國STEM教師發(fā)展的理念與實踐

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

新世紀基礎(chǔ)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(fā)展奠定了重要的政策基礎(chǔ)。2015年，教育部辦公廳印發(fā)《關(guān)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(chuàng)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(fā)展帶來了新的契機。2021年國務(wù)院印發(fā)《全民科學素質(zhì)行動規(guī)劃綱要（2021—2035年）》，明確了以提升教師科學素質(zhì)為重點任務(wù)的戰(zhàn)略導向。2023年教育部聯(lián)合十八部門印發(fā)《關(guān)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(guī)模、提升其能力素質(zhì)，并在后續(xù)部署中推動全國中小學教師科學素質(zhì)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(zhàn)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(xiàn)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(chǔ)，涵養(yǎng)科學精神，因而要求教師知識面廣、善于回應(yīng)多樣化問題并激發(fā)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(shù)等學科教師負責，需要在學科框架內(nèi)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(lǐng)域逐漸涌現(xiàn)出多樣化的STEM教師發(fā)展模式。這些創(chuàng)新實踐既積極吸納國際先進經(jīng)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(chuàng)新。2025年1月，教育部辦公廳印發(fā)《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(tǒng)籌學校科學教育相關(guān)工作。在政策推動下，各地中小學積極引進科技企業(yè)、科研基地的專家學者擔任科學副校長，為學?？茖W教育開展和STEM教師隊伍建設(shè)提供專業(yè)引領(lǐng)。

“雙師協(xié)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(shè)計：專家負責提供前沿知識和方法指導，教師負責教學設(shè)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(shù)據(jù)分析和環(huán)境監(jiān)測等實踐能力。

中國STEM教師發(fā)展的挑戰(zhàn)與前瞻

在實踐中，我國STEM教師發(fā)展依然面臨一系列問題和挑戰(zhàn)。

（一）STEM教師發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

STEM教師短缺是當前面臨的嚴峻問題。聯(lián)合國教科文組織2024年發(fā)布《全球教師報告》指出，要實現(xiàn)2030年可持續(xù)發(fā)展目標，全球仍短缺4400萬名教師，其中STEM教師短缺尤為嚴重?！吨袊?/span>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(fā)現(xiàn)，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(diào)查顯示，超過70%的小學科學教師來自非理工科背景，專業(yè)素養(yǎng)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(jīng)開設(shè)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(yǎng)模式難以培養(yǎng)具備跨學科教學能力的STEM教師。師范院校普遍缺乏技術(shù)與工程教育專業(yè)，相關(guān)師范生相對稀缺。在專業(yè)覆蓋不足的基礎(chǔ)上，當前師范院校的教師培養(yǎng)仍以單一學科為主，課程設(shè)置中呈現(xiàn)明顯的學科壁壘。專業(yè)課程聚焦本學科知識體系，缺乏多學科交叉內(nèi)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(shè)計。這種以單一學科為核心、忽視跨學科項目設(shè)計與綜合問題解決能力的傳統(tǒng)培養(yǎng)模式，難以培養(yǎng)出具備跨學科整合教學能力的STEM教師。

專業(yè)發(fā)展支撐體系薄弱制約STEM教師的持續(xù)成長。目前，我國缺乏系統(tǒng)的STEM教師教研機制，主要表現(xiàn)在：小學階段科學教師數(shù)量不足、專業(yè)素養(yǎng)參差不齊，缺乏深度教研的專業(yè)基礎(chǔ)，難以形成有效的教研共同體；與小學階段專業(yè)力量分散的問題不同，中學階段的教學與培訓延續(xù)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(yè)發(fā)展環(huán)境相對封閉。

專業(yè)標準建設(shè)滯后導致STEM教師發(fā)展缺乏規(guī)范指引。目前，國家層面尚未出臺權(quán)威的STEM教師專業(yè)標準框架，導致教師培養(yǎng)和職后培訓缺乏依據(jù)。專業(yè)研究機構(gòu)開展了相關(guān)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(yīng)的測評機制。

（二）STEM教師發(fā)展的未來展望

一是完善STEM教師職前培養(yǎng)體系。在教師教育體系構(gòu)建中，應(yīng)將STEM教師培養(yǎng)作為重要議題，構(gòu)建完備的師范生培養(yǎng)體系。制定分學段、分學科的STEM教師能力標準，為師范生培養(yǎng)提供清晰目標。完善“國優(yōu)計劃”試點高校培養(yǎng)模式，加強跨學科知識和教學能力培養(yǎng)。有序擴大師范院校STEM學科師范生培養(yǎng)規(guī)模，培養(yǎng)過程強調(diào)跨學科教學素養(yǎng)的培育。引導高水平師范院校設(shè)立STEM教學指導中心，為STEM教師培養(yǎng)提供專業(yè)支持。同時，推動師范院校與科研機構(gòu)、科技企業(yè)建立合作，安排師范生進入實驗室和科技企業(yè)開展實踐，通過參與科研項目提升其創(chuàng)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(qū)跟進調(diào)整，建立全覆蓋的培訓機制。在跨學科教學設(shè)計、STEM教學實施與評價等關(guān)鍵領(lǐng)域開展專項培訓，助力學科教師轉(zhuǎn)型。依托信息化手段建設(shè)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(xié)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(yè)合作，建立穩(wěn)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(zhì)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(chǔ)。

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

五是加強STEM教研隊伍與評價體系建設(shè)。在各級教研機構(gòu)中設(shè)置STEM教研員，組建專業(yè)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(cè)重啟蒙與興趣培養(yǎng)，初中關(guān)注學科融合與實踐探究，高中突出專業(yè)深度與創(chuàng)新能力。構(gòu)建STEM教師多維度評價體系，加強評價結(jié)果使用，激發(fā)STEM教師持續(xù)提升專業(yè)能力。

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[李廷洲系上海師范大學國際教師教育中心（聯(lián)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(fā)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