2024年9月的全国教育大会上，习近平主席强调：“以科技发展、国家战略需求为牵引，着眼提高创新能力，优化高等教育布局，完善高校学科设置调整机制和人才培养模式，加强基础学科、新兴学科、交叉学科建设和拔尖人才培养。”“拔尖创新人才”培养成为重要的教育风向标，与国家命运紧密结合在一起。
如果说高等教育是“拔尖创新人才”的重点孵化基地，基础教育就是一片沃土。学校要做的就是尽早发掘具备科学天赋的“苗子”，为其定制专业成长路径，使其个人发展调整到国家战略规划的道路上来。这个命题看似很大，但一点也不遥远，因为基础教育承担着“为国育才”的重要使命，我们从一开始就要将学生的长远发展和国家命运结合起来，才能真正培养出关键时刻能站得出来、起到作用的栋梁之才甚至国之脊梁。
一、科学启蒙：奠定创新人才的早期基础
拔尖创新人才的产生一定是极度的热爱和投入的结果。热爱不是凭空产生的，受到环境、氛围的极大影响。基础教育启蒙阶段，学校就要给孩子们创设一片科学的沃土，让他们接触科学、走近科学，才有可能激发内心对科学的热爱。
2015年，我校正式成立了“钱学森班”。“钱学森班”大多是在高等院校开设的，但我校的“钱学森班”却设在了小学。我们认为，科学的种子种得越早越好。钱学森之子钱永刚先生是我们的校外辅导员，亲自到成立仪式现场为班级授牌，讲述父亲钱学森立志报国的故事。孩子们近距离感受着名人的光辉，一颗小小的“科学报国”的种子悄然间种进了心田。在老师的组织下，孩子们通过阅读书籍、观看影片、参观科技馆、书写学习感受、分享成长心得等多元形式，领略着科学的奥妙，感受着科学家们忠贞报国的伟大情怀。
科学课是小学生最喜爱的课程之一。从小学一年级开始，我们就给学生配备了学历达到研究生及以上水平的科学教师。不仅有必修课，还有分门别类的选修课、课后兴趣班、社团，为孩子们提供了多样化选择。以兴趣班为例，航模制作、VR无人机、MINI遥控车模、编程机器人、乐高机器人创意搭建、小牛顿科学实验、3D设计与创意、数学思维训练、环球地理等，让孩子们有机会接触到细化的科学分支，逻辑思维能力得到系统提升。
每年三月底、四月初，小学举行为期一周的“科技节”活动，至今已举办了十届，每一年都创意迭出。机器人舞蹈助阵，在开幕式点燃孩子们的参与热情，在接下来的科学闯关、科技馆研学、专家科普讲座、科学知识竞赛等活动中，不同年龄的孩子有不同的体验。高中的大哥哥大姐姐还在操场举办科学游园会，现场摆摊，手把手指导小学生做各种有趣的小实验，根据实验现象讲解科学知识，孩子们受益匪浅。
多年前我们开设了小学京内研学课程，老师们设计学习主题，每月带领学生走进北京著名景点、名人故居、科技馆、动物园、植物园等。其中，各大科技馆、天文馆、地质馆等重要线路，是集科学性、知识性、趣味性为一体的科学宝藏。科学不再是书本上的知识，不再是实验室的操作流程，而是无比刺激的游戏。孩子们面对琳琅满目的互动产品兴奋不已，玩得不亦乐乎。“钱学森班”外的孩子们也在前沿的科技馆中拓宽视野、体验高端科技的力量。
科学的沃土非一朝一夕就能培育出来，从学校顶层设计中的科学课程系统化，到各种专业背景科学老师的智慧碰撞，到各行各业家长的鼎力支持，再到社会资源的挖掘利用，实现了从书本到实践的完整闭环。孩子们启蒙阶段就能真切领略到科学的魅力，才为后面的持续学习提供了可能性。
学生凭借扎实的科学教育，收获众多荣誉：第二届全国“神箭神舟杯”航天知识大赛小学组冠军，青少年航天创新大赛全国一等奖、北京市一等奖，全国青少年无人机大赛北京市一等奖、全国二等奖，全国青少年劳动技能与智能设计大赛金牌，北京市DI创新思维大赛一等奖，北京市科学传播大赛一等奖，北京市OM头脑奥林匹克竞赛一等奖，北京市金鹏科技论坛市级二等奖，第三十九届北京学生科技节——北京市中小学生人工智能竞赛Python趣味编程赛小学高级组一等奖……学校被中国宇航学会评为“全国航天特色学校”。
二、体系构建：搭建拔尖创新人才的成长阶梯
（一）小初高衔接的一贯制科学课程体系
作为12年一贯制学校，21世纪学校注重学生培养的连贯性、系统性。开设的一贯制课程从学生长远发展出发，循序渐进地搭建了成长的扶梯。进入初中后，我们实行“双轨制”，国家课程开足开齐的同时增强国际化色彩，同学们毕业既能参加中考升入其他公立高中，也能直升本校国际高中，将来出国留学。所以科学课程除了物理、化学、生物等常规课之外，也有鲜明的校本特色。在选课走班背景下，同学们选择适合自己水平的课程、喜欢的专业，学校配备多元化的专业教室满足其需求。例如在初中的选修课和社团中，机器人、计算机、汽车设计、星球地理、航模等科学课程深受学生喜爱。进入国际高中，AP物理、AP化学、AP计算机、AP微积分等科学类课程是同学们选择的热门专业，凭借出色的AP成绩，他们敲开了一众世界名校的大门。
其实，我更欣赏的是同学们自发创立的众多科学社团，例如2025届收获加州大学圣地亚哥分校、南加州大学、华盛顿大学西雅图分校等九所世界名校录取的左嵩淏。九年级那年，他在一堂课程中邂逅分子生物学，探究“基因转录翻译成蛋白质的过程”时，一下子被这门需要丰富想象力的学科吸引了。他逐渐明确了自己的方向，“从那以后，我的目标便只有一个：深挖这个领域，通过未来可能十几年的时间来丰富我的知识储备，为以后搞研究打下基础。”进入高中后，为了创造更多做实验的机会，他成立了生物化学社团BC lab，积极参加生物化学类国际竞赛，最终梦圆世界名校。
2025届的郎泽坤，被加州大学洛杉矶分校、伦敦大学学院等录取，获得帝国理工学院本硕连读资格、香港科技大学全额奖学金。他在高中创立了化学工程社，认识了很多志同道合的小伙伴，在社团里共同成长。2024届毕业生易子文被加州大学洛杉矶分校、卡内基梅隆大学和伦敦大学学院录取，钟情于神经科学专业的她，创立了MoodMail（情绪信箱）俱乐部，为同学们提供放松心情、释放压力的平台……这样的学生举不胜举。
（二）竞赛辅导机制助推学生走向国际舞台
国际竞赛是学生专业知识的试炼场，尤其对于高中学生来说，竞赛成绩是他们申请大学的重要砝码。我经常在高中微信群接到同学们的喜报，其中大部分是理工科类的竞赛，含金量极高。BPHO 英国物理测评活动全球超级金奖、美国国家奥林匹克化学竞赛金奖、英国物理思维挑战赛全球金奖、美国计算机科学联赛个人高分奖(前20%)，HOSA生物与健康未来领袖研习全国金奖、CTB全球青年研究创新论坛全球团队银奖、USAD 美国学术十项全能全国金奖……在国内重量级竞赛中也取得了亮眼成绩，如丘成桐中学生科学奖全球优胜奖。
多年前，我们意识到竞赛对学生的重要性，组织经验丰富、专业过硬的老师，开设了系列国际竞赛辅导课程，覆盖10门学科32种竞赛。老师综合分析赛事的国际影响力和学生实际情况，确定参加项目，制定详细的辅导方案，安排系统教学。老师们抽出业余时间对学生1对1辅导。竞赛结束后，学部进行总结，收集参赛学生的反馈意见，调整下次参赛计划。
被牛津、剑桥、帝国理工、康奈尔、布朗、达特茅斯、加州伯克利、西北大学等顶级名校录取的这些学生都手握沉甸甸的竞赛成绩，在全球同龄人的竞争中脱颖而出。除了申请大学的实际效用，同学们在准备国际竞赛的过程中，迅速打开科学知识的宽度和深度，站在世界的舞台上，对科学有了更前沿的理解。
（三）以项目式学习驱动学生科学素养全面提升
2024年，第二届民办中小学拔尖创新人才培养研讨会在我校举行。一群10至17岁的孩子作为“创新之星”在论坛上分享了自己的科研成果。四年级的倪士博对地心引力和元素的奥秘一直非常感兴趣。在“搭建火星建筑”课题中，他对挑战提出了针对性的破解灵感：针对火星特点提出建筑属性；针对气压低提出密封加压；针对火星早晚温差大提出密封调温；针对缺水和建筑材料提出3D原位打印；针对缺少建筑人员提出运用机器人和人工智能……
五年级的王驭尧对军事和航天非常感兴趣，他希望了解东方导弹的组成和原理、氢弹及原子弹的工作原理。四年级时，他在研究小课题《东风导弹的各主要部分及其原理》时总结了自己的发现。带着“火星基地模型建造”的任务，他又参加了全国青少年航天创新大赛。
“车模的底座是怎么做出来的，用激光切割可以制作出来么？”怀着好奇心，吴越在初二下学期成立汽车模型项目组，计划用3D打印技术制作模型。他带领项目组成员制定计划，严格推进。小组成员逐渐掌握了3D打印技术，并制作出汽车3D模型。接着又组建了3D打印社，先后开发了一系列礼品。希望通过3D技术打印飞机、大坝等，让大家认识了解军机、客机及无人机，以及各种大坝内部构造、受力分析、材料选择的原因，让大家通过建模和3D打印从结构上认识大型工业品。
几年前，十一年级的赵晨曦被一位盲人撰写的关于声纳系统的论文所折服，他希望通过科研创新，改善盲人的学习环境。于是，他参与了“盲人化学学习机的设计”项目组，为盲人学生记忆化学元素、反应条件、物质状态、元素的原子序数、相对原子质量、元素得失电子能力、电负性等化学知识提供一套解决方案。通过小组研发，他们的学习机设计通过语言播报、指针转动、位置凸起、亮灯等即时反馈，可以提高盲人学生的记忆效率，降低盲人化学学习入门门槛。
从初中到高中，一直对理工学科怀有浓厚兴趣的葛国盛手头项目不断，交错推进：无人机设计从半成品、手动控制到全自动，他熟悉了相关工程的优化之路；通过对光纤通信、激光器原理及光传输损耗的研究，他了解了光纤激光器在通讯工程方面的运用；通过对电子通信项目的研究，他探索着通信领域的前沿技术。他参加“未来太空学者大会”，获得全国一等奖。
说实话，这些孩子的研究项目远远超出我的认知范围。那么小的孩子面对来自全国各地的领导专家，在台上侃侃而谈，讲解自己的研究经历令人倍感欣慰。他们从热爱出发，紧密结合国家发展需要或者弱势群体需求，以项目式学习为驱动，和志同道合的同学们深研课题，已经走了那么远。十一年级的张知行参与研发的颜色识别APP取得了软件著作权许可，并成功被北京301医院眼科采用，作为色盲色弱患者门诊以及外地患者远程诊断使用，上线半年时间累积了用户2100人。
多年前，我们在初中、高中开设STEAM课程，同学们围绕自己喜欢的课题组成小组，将科学实验与学科知识的融合做到实处。从最初的“葡萄糖的奇妙之旅” “刑事侦缉档案”“计算机视觉之车牌识别”“过山车设计与模型制作”、香水制作与品牌营销、人脸识别等，到如今更加高端的项目，同学们融合了数学、科学、工程、艺术、技术等专业知识，在跨学科领域提升了自己的逻辑思维、操作能力。现在，STEAM课程已经下沉至小学一年级。外教老师研发教学内容，带领孩子们学好英语的同时，通过一个个小课题加深对科学的认知。
一名高中毕业生曾在朋友圈这样写道：“在大学的物理实验课上，有很多外国学生认为中国学生动手能力差，不愿意在分组时和中国学生一组。于是，我作为实验课堂上唯一的中国学生，在分组时就被剩下了，只能一个人一组。当我第一个完成实验从实验室走出的时候，看到大家惊愕的眼神，我特别开心。”
三、路径拓展：连接科学探索与前沿实践
（一）“未来科学家”项目，连接科学与实际应用
2025届毕业生刘家铭被帝国理工学院、香港科技大学、加州大学圣地亚哥分校等名校录取，他选择的专业是人工智能。即将毕业时的他，从口袋里掏出了自己亲手创造的“哆啦A梦”—— 一款迷你智能对话机器人，具备智能语音对话等多项功能，反应灵敏精准。他让我想到宇树科技有限公司创始人王兴兴，眼睛里闪烁着专注和热爱的光芒。高二时，刘家铭参加了我校和中科院合作的“未来科学家项目”。在中科院自动化研究所实习做项目的4周，刘家铭对AI图像识别技术以及技术价值的理解发生了质的改变：“在自动化研究所，我观摩了他们的AI图像识别自动追踪小车，同时参与了研发的过程，我当时非常震撼，小车看似非常简洁，只用了一个摄像头以及相对老旧的芯片就能完成类似宠物自动追踪主人的行为，并且它的运动非常灵活，几乎没有延迟。”
我们与中科院联合开展的“未来科学家项目”，涵盖AI计算机、金融统计、机械无人机、生化医疗和经济管理领域，很多学生从中受益。在研究所、实验室，顶尖专家引领同学们，打通科学与现实的壁垒，看到科技如何在各行各业发挥巨大的作用。很多同学在项目中找到未来的职业方向，实现着自己的人生价值。
（二）依托十一学校教育集团，推进拔尖创新人才培养
学校作为北京市十一学校教育集团成员校，积极融入集团一体化培养体系。集团作为首批“北京青少年拔尖创新人才培养基地”，设有专门研究中心，面向联盟校选拔学员进行系统培养。学校参与该选拔，已有学生成功进入跨校培养序列。此外，师生广泛参与集团举办的学术活动、设计训练营等交流活动，在与集团内其他学校师生的思维碰撞与协作中，共同提升创新素养与实践能力。学校亦鼓励教师参与集团组织的专业发展与教研活动，持续提升师资组队伍的指导水平。
拔尖创新人才是国家的战略需求，基础教育承担着重大责任。每所学校有自己的文化底蕴和培养方式，北京市二十一世纪学校的经验仅为其中一种可能路径。只要坚定立足国家发展需求，着眼于学生未来，每所学校均能为此作出贡献。