STEM教育已被世界许多发达国家,如美国、英国、澳大利亚等视作国家层面的教育发展战略,它是一种面向真实问题情境的跨学科整合学习。STEM教师是决定STEM教育成效的关键因素,如何将不同学科有机整合对STEM教师提出了全新的挑战。当前,我国在STEM教师培养方面,面临教师STEM课程设计能力不足、传统培训方式难以满足教师“在设计中学习”的需求,以及缺少有效教学支架促进STEM教师专业发展等问题。因此,现阶段需要加强STEM教学实践方面的研究,探索有效的STEM教师培训方法,指导教师的教学实践。本研究在基于设计的研究范式下开展,以师范类专业学生为研究对象,从STEM职前教师在线培训的需求入手,设计并开发整合型STEM教师在线培训系统,旨在指导职前教师规范化设计STEM课堂,提升STEM课程研发质量。研究首先梳理整合型STEM课程设计的基本要素,建立基于逆向教学设计理论的整合型STEM课程设计模型。接着,以虚拟实习理论为基础,设计STEM教师在线培训环境及培训内容,为学习空间搭建培训支架。最后设计并开发整合型STEM教师在线培训系统原型,将其应用于真实的教学实践中,通过实践反思修正系统功能,梳理能够应用于STEM课程设计的学习任务模式,设计可支持STEM教学设计的可视化工具辅助教师信息化教学设计。经过两轮教学实践及问卷调查,发现职前教师对整合型STEM教师在线培训系统认可程度较高,职前教师的使用意愿良好,STEM教师在线培训系统能够在一定程度上对他们的教学设计能力、TPACK水平、设计思维、合作学习能力的提升起到帮助。