在《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》起草過程中，北京、上海、天津等大城市就已悄然運作如何在高中多樣化發展的實驗中，延續拔尖創新人才培養的傳統優勢。
例如，天津市在普通高中多樣化發展的實驗中，率先啟動拔尖創新人才實驗學校項目，將其作為多樣化的一種類型。
2010年5月18日，天津市南開中學、天津市第一中學和天津市實驗中學這3所示範性高中啟動了改革實驗班項目，同時這3所學校也被列入全市特色高中建設計劃（詳細情況見第五章）。
按照計劃，從2010年起，3所學校改革實驗班計劃每年招收180名初三應屆畢業生。其中，南開中學拔尖創新型人才培養項目實驗班計劃每年招收40人；天津一中理科創新型人才培養項目實驗班計劃每年招收80人；實驗中學科技創新型人才培養項目實驗班計劃每年招收60人。
南開中學和天津一中改革實驗班計劃招生範圍是全市各區縣在初中階段參加市級奧林匹克數學、物理、化學、信息學競賽中獲獎的初三應屆畢業生。實驗中學改革實驗班計劃招生範圍是全市各區縣在初中階段參加市級以上科技創新大賽或信息技術大賽獲獎的初三應屆畢業生。3所學校於每年6月下旬開始接受報名，一般在天津中考後的一周內開始報名，7月初考試。
這3所學校均製訂了各自的培養計劃。例如，實驗中學選派優秀教師任教，還建立了單獨的課程體係，將科技英語以及其他創新能力培養課程納入其中。同時對實驗班學生培養實行學業和學術雙導師製。來自高校的兩院院士以及長江學者等專家作為學生的學術導師，每周至少一天，手把手指導學生在高校實驗室開展實驗研究。實驗班學生在高中期間，將至少主持一項科技創新項目，學生的課題要參加全國青少年科技創新大賽、明天小小科學家評選活動、英特爾國際科技大賽，還將參加北大清華科技營活動，為高校自主招生輸送優秀學生。