美国科技高中与大学紧密合作，为学生提供探索性的前沿课程，打开学生视野，挖掘学生潜力，致力于将拔尖创新后备人才真正培养成才。
随着科技领域日益成为大国博弈的主要战场，各国对拔尖创新人才培养愈加重视，相关政策和实践进一步向基础教育领域延伸。秉持精英主义教育取向的美国科技高中，作为连接基础教育和高等教育的桥梁，在新科技革命背景下的战略地位更加凸显，其课程设置与人才培养规划面向科技前沿，成为拔尖创新人才早期培养的重要场所。
彰显精英主义教育理念
多年来，《美国新闻与世界报道》（U.S.News&World Report）持续对美国高中进行排名，为人们了解美国高中教育实力提供了重要参考。排名前100位的美国科技高中主要分布在加利福尼亚州、纽约州、佛罗里达州和亚利桑那州，其中排名靠前者多是分布在两大湾区的科技高中，如位于纽约的三大著名科技高中，即布朗克斯科学高中、布鲁克林技术高中、史岱文森高中，以及位于旧金山湾区的惠特尼高中、牛津高中等。这些高中大多是老牌科技高中，育人理念多带有鲜明的精英主义色彩。例如，布鲁克林技术高中的愿景是，“让具有卓越学术能力的学生发展智力天赋，并致力于研究解决世界问题的方法，为研究数学、科学、工程、计算机和人文领域的创新和跨学科方法提供环境”。史岱文森高中以“追求卓越，培养和提高学生特殊学术才能”为使命。而布朗克斯科学高中则以“寻求严格的大学预科课程，致力于让学生在卓越的教育环境中学习”为己任。这些高中与大学有着密切的合作，在课程安排、教学设计、学生培养等方面，打通了从高中到大学的育人环节，为充分挖掘青少年潜力提供了较好的制度安排，顺应了天才少年成长的规律，实现了较好的培养效果。这些高中的校友里面不乏诺贝尔奖获得者。例如布朗克斯科学高中走出了8位诺贝尔奖获得者（7位物理学家和1位化学家）、2位计算机科学领域的图灵奖获得者、6位美国国家科学奖章获得者以及8位普利策奖获得者，该校因此也被美国物理学会认定为物理学历史纪念场馆。再比如，史岱文森高中走出了4位诺贝尔奖得主，主要集中在生理学和医学、经济学、化学等领域，还培养出了一批科学、数学、法律、艺术、音乐领域的人才。
注重STEM教育实践创新
在美国各界共同关注科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineer）和数学（Math）教育（即STEM教育）的当下，联邦政府、各州政府和地方政府不断完善关于STEM教育的政策，高中和社会专业组织的STEM教育实践创新脉络也愈加清晰。最早，北卡罗来纳科学与数学高中、托马斯杰斐逊科技高中、路易斯安那数学科学与艺术学校和伊利诺斯数学科学高中等4所科技高中联合另外11所高中，成立了国家数学、科学和技术特色中学联合体，该组织成立后便以引领美国高中数学与科技教育为己任。随着STEM教育理念逐渐为社会大众所熟知与认可，2014年，该组织更名为全美STEM高中联盟，其使命是为教育工作者提供专业发展和交流机会，深化学生在STEM领域的学习，推进STEM教育，与教育机构、企业和国际组织开展STEM教育领域的合作，向政府部门提供STEM教育相关决策咨询。
全美STEM高中联盟在促进科技高中教育理念传播、资源共享以及创新STEM课程与教学方面发挥了引领作用。美国信息技术和创新基金主席罗伯·D·阿特金森曾向美国国会提交了《特色STEM高中需求》报告，该报告旗帜鲜明地指出，“创新驱动的经济全球化背景下，提高美国竞争力的关键在于增加科学、技术、工程和数学领域的劳动力，而科技高中的重要性在其中往往得不到重视”。据此，报告提出了增加科技高中拨款、扩大科技高中招生规模的建议，最终该建议被《为有意义地促进一流的技术、教育与科学创造机会法》所采纳。也正是由于该报告的呼吁，美国科技高中开始向STEM高中过渡和转变。以培养科技精英为要旨、突出STEM教育，开始成为科技高中的突出特征。作为精英高中联盟，全美STEM高中联盟的成员学校均采取严格的招录方式，对学生进行综合考查，除入学成绩外，学生平时的年度会考、所在州统一考试、教师推荐信、科学实践活动、学生面试等均被纳入招生综合考量。这些学校的毕业生100%会进入大学深造，其中有93%的学生毕业后能够升入美国常青藤名校。
当前，美国STEM高中呈蓬勃发展态势，在教育理念与实践领域不断推陈出新。可以说，STEM高中已经成为美国拔尖创新人才早期培养的重镇，其课程设置、教学设计等足以反映美国拔尖创新人才培养的最新动向。
以特色课程发展探究能力
有研究者将美国科技高中的课程结构概括为“共同基础的低平”和“选择领域的精深”相结合。共同必修课为基础层次的核心课程，包括英语、数学、科学或科技、社会研究或历史、外语、艺术、体育等。选修课在基础必修课之上开设，多是与基础必修课科目相同或类似的大学先修课程（AP课程）、荣誉课程等相对高深的课程。
近年来，随着拔尖创新人才培养向基础教育领域延伸，美国STEM高中的课程与教学呈现出新的态势，越来越多的STEM高中更加关注科技前沿，开设相应的研究性课程，这些课程通常被称为“特色课程”（Unique Offerings）。全美STEM高中联盟成员学校均设有特色课程，例如，阿肯色州数学科学与艺术学校提供的特色课程包括机器人、量子力学、天体物理学、免疫学、人工智能、平面设计和纪录片制作等。惠勒高中科学数学与技术高级研究中心的特色课程涵盖了高级DNA或遗传学、化学工程、高级物理或机器人、航空航天工程、高级科学研究、高级科学实习、格鲁吉亚理工学院线性代数（远程开设）、格鲁吉亚理工学院多元微积分（远程开设）等。
这些特色课程颇具创新性和挑战性，鼓励学生发掘自身潜力，发挥创造性。它们与STEM课程和大学先修课程之间并无明确的界限，可以说，这些特色专题课程是“选择领域的精深”课程观在新科技革命背景下的升级迭代。每一所科技高中的特色课程都集中体现了该校的育人特色，旨在鼓励学生开展研究性学习和实验，发展科研探索能力。正是通过开设特色课程，STEM高中为那些有特殊潜力的学生发挥才能创造了环境，有利于促进拔尖创新人才脱颖而出。学生在修习课程之外，也会参加各式各样的竞赛，比如，罗克戴尔科技磁石学校的学生参与的竞赛涵盖了数学竞赛、机器人设计竞赛、生物基因工程挑战赛、化学奥林匹克竞赛等。竞赛所取得的成绩，也成为学生步入精英大学的重要参考。
STEM高中的特色课程往往是与大学、高科技企业、政府部门联合开设的。全美STEM高中联盟成员学校普遍与所在州的州立大学有着密切的联系，它们或是与大学联合开发特色课程，或是鼓励学生直接到大学里修读特色课程。在STEM高中的人文社科学科教学中，教师注重开展交流对话，与学生一道究诘辩难，鼓励学生通过独立探究、独立思考得出结论，进而养成批判性思维能力。在科学、工程类学科教学中，教师鼓励学生掌握基本的研究方法和数据分析方法，让学生在实验操作、电脑制图等实践活动中，发展数据收集与分析能力、论证能力。
在拔尖创新人才早期培养方面，相较于普通高中和职业高中，STEM高中的人才培养模式可以提供更为适宜的空间，以充分开发青少年的潜力，顺应拔尖创新人才早期成长的需求。当下，我国高中学校处于多样化发展的战略机遇期，一方面，要拓宽不同类型人才成长渠道，为每个人提供适合的教育；另一方面，要顺应人才成长规律，着眼于拔尖创新人才早期培养，激发拔尖创新人才更多样的学习兴趣、学习动力和学习意愿，让他们以符合自身逻辑的方式成长。就此而言，发达国家科技高中的办学经验值得参考。