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第一階段：高一至高二
- 此階段為基礎學習過程，修讀普通高級中學基礎科學相關科目與人文及社會相關領域學分。以2年時間修畢普通高中的3年數理課程，並得於就讀期間依資賦優異降低入學年齡縮短修業年限相關規定參加學科免修鑑定考試。
- 與國立清華大學合作，安排科學與人文專題講座，聘請在科學研究卓越的教授與專家蒞校演講及指導學生。高一延伸基礎科學，開啟學生科學新知，多元學習；高二加深加廣課程主題，開發創造力。除科學領域之外，亦安排社會、藝術及人文講座，陶冶文化素養。
- 結合大學資源，至大學實驗室進行實驗。
- 高二分組與國立清華大學教授進行「專題研究」，進行主題探討。透過教授的指導，培養正確的科學研究態度，提升獨立研究之能力。
- 通過免修鑑定考試的學生，經任課老師審核及學校推廌，得至國立清華大學修讀數理相關課程。
- 有關文史課程方面，另行配套設計，有別於一般高中課程。
第二階段：高三
- 此階段為專業學習過程，邀請國立清華大學教授至國立竹科實中授課或直接選修大學開設之相關科目學分。
- 「個別科學研究」由國立清華大學教授（或經國立清華大學同意之其他大學教授或研究機構專家）指導，讓學生對有興趣的科目得以加深加廣學習，為將來的科學研究奠定良好基礎。
- 科學班學生於第二階段學程期間，應完成修習「個別科學研究」課程及修畢國立清華大學基礎科學課程至少一科(須修習上下學期且及格通過)，才得以取得國立清華大學/國立竹科實中科學班合頒之修業證明。
- 第二階段的進階數理科目教學由大學教授擔任。
- 第二階段學生所修得的數理科學分，修畢該學門學分由大學給予成績單，將來升入大學後，可依各大學規定抵免學分。
- 在第二階段學生除了修讀必修的科目之外，學生可依其能力和興趣，修習大學程度的數理課程。如有學生提出特殊修課需求，必須提出申請並經本校「科學班入學甄選及學科資格考試委員會」審查通過始得修讀其他大學課程。
國立竹科實中科學班