20年前，北京市青少年科技俱乐部成立。这是一个不带任何功利色彩的民间学习组织。20年中，有数万名学生参与过俱乐部的活动，有些学生如今已成为青年科学家。20年来，我们目睹了他们学习成长的历程，并从中得到一些重要启示。
1998年，我国射电天文学奠基人之一、70多岁的王绶琯院士提出倡议，成立北京市青少年科技活动俱乐部，在中小学生中广泛开展科普活动，并从中发现有可能成为未来科学家的苗子进行重点早期培养。王老分析了一些杰出科学家的成长经历，了解到他们中许多人的科研工作都是在三十岁前后完成的，而有些最初的想法产生于青少年时期，所以他建议要开展科技人才早期培养的探索实践。他表示，自己以后要用20%的精力关注科技发展，把80%的精力放在青少年科技人才早期培养上。这一倡议在科技界产生了很大反响，先后有60余位院士和科学家在倡议书上签名。
那年年底，我参加了王老召集的第一次座谈会。在王老谈完这一整套想法后，我第一个发言表示支持。那年我恰好有个学生获得国际奥林匹克物理竞赛（IPHO）金牌，于是就建议说，波兰奖励物理竞赛获奖学生，是让他们到研究所去做半年或一年科学实验，这个办法我们可以借鉴。对于一些对科学痴迷的学生都可以这样做。
寒假后开学不久，王老和负责北京市青少年科技活动的周琳老师来到北京四中，我们就科技俱乐部相关事宜又做了深入细致的交流。1999年6月，北京市青少年科技俱乐部成立仪式在北京四中举行，时任中国科学院院长路甬祥院士做了首场报告。主席台背景墙上书写着八个大字“奋发进取，毕力强国”。此前一个月，我国驻南斯拉夫大使馆被炸，我们深深感到科技落后带给我们的耻辱与无奈，我们要尽快培养出更多的优秀科技人才，实现科技强国。这八个大字表达了我们当时一种悲愤的心情。可以说，科技俱乐部从诞生的第一天起，就与实现中华民族伟大复兴的中国梦紧密相连。
教育要为学生提供丰富的、多样的、多层次的机会。科技俱乐部从创办伊始就为学生提供了多层次的学习—面向多数学生开展科普活动，让学生拓宽视野，了解一些科技发展的前沿情况，在此基础上遴选出少数学生进入科研院所和大学实验室，从事更深入的学习。遴选什么样的学生呢？当然是对科学有着浓厚兴趣甚至痴迷的学生。这样的学生在学习中会表现更持久的动力，会更专注也更乐意付出时间和精力。
许多学生的学习成长过程都显著呈现出这样的规律：学习知识始于学习做人，或者说，做学问始于做人。几乎每位参加科研实践的学员在汇报自己的学习收获时，都不约而同地谈到深受导师（据不完全统计，20年中先后有700余位大学教师、科研工作者和院士担任导师）科研精神的影响。学生在参与科研过程中，得到的不仅是知识和方法，提高的也不仅是能力，更重要而可贵的是领略了导师一丝不苟、精益求精、实事求是、甘于奉献的科学态度和学术风范。这就是我们在课程标准中所说的情感、态度、价值观。我相信，学生的收获主要不是来自导师的说教，而是被导师的表率作用所感染，这是更加有效而持久的教育。我曾多次在和同行交流时被问到，怎样落实情感、态度、价值观的教学目标？我始终认为，有效的途径和方法，不是教育者滔滔不绝的说教，而是通过平日的言谈、举止和行为去潜移默化地影响自己的学生。充满激情的讲课、精益求精的教学就是对学生最好的生活态度和职业精神的教育。
与“应试学习”或“应赛学习”相比，围绕问题、主题或项目展开的学习（即PBL学习）是一种更加高效的学习方式，因为学生可以更加精准地获取对自己有用的知识和能力。“应试学习”或“应赛学习”的特点是“狭窄”而“致密”：“狭窄”即指学习内容局限于单一学科或有限学科之内；“致密”即指考试要求的任何知识点都不能遗漏，这不可避免地会让学生在学习一些无用（对考试有用而并非对未来生活和工作有用）而冗杂的知识上花费大量的时间和精力。俱乐部里参加科研实践的学生之所以能够迅速进入科研课题甚至接近学科前沿，显然经历的是一种精准选择的、跳跃式的或非线性的学习过程，在这样的学习过程中，一些无用而冗杂的知识可以被略过或留待将来需要时再学习。
今天我们应该认识到，知识学习不再像传统盖房子那样—必须一层层从下往上堆砌。哪些知识属于“底层”或“基础”，多是人们的主观判断。知识的积累不同于简单的“堆栈”。所谓的“扎实”不是“致密”，而是围绕实际需要而形成的知识之间更加科学合理的逻辑结构。正是出于这样的思考和研究，我们在培养学生创新能力的探索实践中，曾提出“埃菲尔式才智拓扑结构”的设想，并把它作为实践探索的理论支撑之一，去构建相应的课程体系。