對高中理科資優生進行合適的培養，首先必須具備高質量的師資。理科師資隊伍建設是一個長期的綜合工程，它包括職前培養、入職與職後三個部分。日本理科師資的職前培養的特色主要體現在理科教師教育課程中以指導方法的教育為核心。入職製度的特色主要體現在強化教師資格證書製度和教師試用製度。職後培養方麵則采取了三條主要措施：設立理科重點教師培養基地、建立理科領軍教師夏令營製度和建立理科支援員製度。
（一） 職前培養
日本在教師的職前教育上有一套獨具特色的方法。這個特色主要體現在其教師教育課程的設置上。目前，世界上的教師教育課程大致都分為三塊：專業課、教育理論和教學指導方法課。以數學為例，數學教育專業的課程就是由數學專業課、教育理論課、數學教學指導方法課等三部分構成。每一個國家的教師教育課程幾乎都是如此。但是，不同國家的教師教育課程還是有著很大差別，這個差別就存在於每一類課程在總課時中所占的比例上。日本理科教師職前教育的課程中，教學指導方法訓練課所占比例非常大。這樣的課程結構保證了高中理科教師在職前教育中能夠得到較好的教學指導訓練。
當然，這樣的職前教育課程的結構不僅僅是針對高中理科教師，中小學所有學科與所有階段的教師職前教育的課程均是如此。這就能夠保證日本的高中理科教師在職前教育階段能夠得到足夠的理科指導方法的訓練。
同時，吸引足夠的資優人才報考教師教育專業也是提高職前教育質量進而提高高中理科師資水平的重要手段。迄今為止，在任何國家的任何時代，大學理工科專業畢業生從事教師職業與從事其他職業相比，所得到的工資等經濟報酬相對都要低，日本也不例外。這樣，吸引優秀理科人才報考教師教育專業，畢業後從事教師工作就成為理科師資培養的首要任務。日本在這方麵的做法相當成功。日本采取兩個基本措施，一個措施是教師教育專業的學生可以優先獲得國家助學貸款，而且這些貸款在從事教師職業一定年限後可以免除返還義務；另一個措施是通過法律規定，中小學教師工資應高於公務員工資，目前的水平是大約高於公務員10%左右。這樣，很多學校尤其是高中的理科教師就能夠安心於教師職業。
（二） 入職製度
采取教師資格證書製度與實行新教師實習期是日本教師入職製度的主要特點。很多國家的教師入職製度都是如此，我國也不例外。因此，日本教師入職製度的這兩點特色乍看與我國也沒有什麼本質上的區別。但是，從製度的實際操作來看，日本與我國的區別很大。這主要體現在對新教師實習期製度的運用上。
日本的新教師實習期是一年。新教師實習期主要是看新教師是否適合當教師，不可能每一名新教師都適合從事教師職業，這一點隻有當新教師從事了一段時間的教師職業之後才能發現。所以，日本每年都會有學校辭退新教師或新教師從學校辭職的現象，這個比例大約在5%左右。實習期清退不適合教師職業的新教師，這一措施是能夠保證教師隊伍穩定在高質量水平的重要製度。雖然我國也有類似製度，但是很少看到有被辭退或辭職的新教師。
當然，日本的入職製度也不僅限於高中理科教師，而是針對中小學校的所有階段所有學科的新教師而言的。不流於形式的入職製度能夠在一定程度上提高高中理科教師的水平。
（三） 職後培養