如何发现智力超常少年并因材施教，是古今中外教育领域公认的一项极具挑战的难题，是各国创新人才培养的制高点。早在1974年5月，诺贝尔物理学奖获得者李政道教授上书周恩来总理，提出“从少年人才入手”培养一支“少而精的基础科学工作队伍”。1978年邓小平指出：“在人才的问题上，必须打破常规去发现、选拔和培养杰出的人才”。西安交通大学原校长蒋德明提出：“响应邓小平同志号召，交大责无旁贷，党中央的要求就是我们的责任”，1985年西安交大正式成为教育部批准的12所开展少年班招生培养试点高校之一。
截止目前，历经32年5任校长300多名教师的艰难探索和创新实践，西安交大已发展形成一套适合中国国情自主创新的“破格选拔，因材施教，发掘潜能，注重品行，培育精英”少年班选拔和培养体系，并着重围绕以下4类问题实践与探索：
（1）“基础教育-高等教育”如何有效衔接。受高考指挥棒的影响，我国基础教育多以应试教育为主，采取唯分数的评价和升学制度，遏制了智力超常少年的成长发展，与高等教育的人才理念、教学方式、学籍管理、学习环境等存在显著差异。
（2）智力超常少年的发现与选拔。我国每年逾千万人的高中毕业生无论个人天资、知识、能力如何，最后只能以高考分数为依据继续升学。全美教育协会测试结果显示，超常少年在普通学生中约占1%～3%[[[] 夏美萍. 美国天才儿童教育制度研究.硕士论文.南京:南京师范大学,2014.]]。我国2亿多儿童中的智力超常少年是国家重要的拔尖创新人才资源，但长期以来，此类人才并无专门科学甄别的有效途径，在选拔培养方面未受到足够的重视。
（3）如何因材施教、个性化培养。传统教育培养模式过渡关注学习的集中性、整齐性、秩序性，教育目标、教学方案、课程内容、专业选择、授课方式等多趋于整齐划一，缺乏一套“大学预科(高中)—本科—硕士—博士”贯通式培养方案，忽略了部分智力超常少年多样化、个性化的发展需求，因材施教的教学管理方案设计、出台、落地实施等方面都存在一定问题。
（4）如何有效实现心理与智力同步发展。基于少年班学生年龄小、心智发展尚不成熟等特点，实现“身体和心理的协调发展、智力与品行的协调发展、知识与能力的协调发展”是少年班人才培养中需要重点关注的问题，也是消除社会有关“少年班拔苗助长”质疑的关键所在。