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西北师范大学附属中学，源起于1901年创建的北平“五城学堂”，前身为北平师大附中，1937年秋，在抗日战争的烽火中，已有36年办学历史的北平师大附中被迫随北平师大、北平大学、北洋工学院等西迁西安、城固等地办学；1943年，附中随西北师院迁至兰州；1988年9月，西北师院改称西北师范大学，附中又随其改称西北师范大学附属中学。在兰州办学以来，先后被省教育厅命名为省级重点中学和省级示范性高级中学。
在长期的办学过程中，“勤、慎、诚、勇”的校风不断得到发扬光大，学校素以启迪有方、英才辈出而闻名遐迩。在西北办学以来，为国家培养了大批优秀人才，许多学生成为国内外知名专家和学者，原中国科学院副院长、科学院院士、土壤地理与土地资源学家孙鸿烈， 2010年国家最高科学技术奖获得者师昌绪，轻武器设计专家、中国工程院院士朵英贤等11名院士，以及北京大学野生动物保护专家、全国十大杰出青年吕植和正在美国留学读博的国际中学生奥林匹克物理竞赛银奖获得者杨巍等，是新老学生的杰出代表。仅改革开放以来，就为高等院校输送学生近万名，其中多数到重点大学学习，并有近四千多人次的学生在省级以上学科竞赛和各种评优活动中获奖。
新世纪、新阶段，西北师范大学附属中学全面推行素质教育，不断创新育人模式，教育教学质量不断提升，对甘肃省基础教育的改革与发展起到示范与引领作用。以 “鸿宇”理科实验班、“北辰”人文实验班、“昌绪”工程实验班与“国际英才班”等为代表的多元育人模式，特色鲜明，文理相融，立足本土，面向世界，为优秀学子提供了广阔的学习空间。
为了适应时代和社会发展对人才素质的要求，全面提升学生的综合素质，学校于2002年秋季开学起实施寄宿制管理；为扩大对外交流与合作，拓展国际视野，提高办学水平，培养具有国际化视野和国际化素养的高层次人才，2008年开始开办“国际高中实验班”，旨在为学生提供选择享受国外高等教育的广阔平台，经常举办中外中学生文化交流活动，2006年被国家汉办确立为 “汉语国际推广中学实习基地”，面向世界各国招收中学留学生。
学校是中国教育学会高中教育专业委员会副理事长单位、美国大学理事会（College Board）会员学校、中国教育国际交流协会中学分会副理事长单位、中国高中六校联盟成员校，也是教育部考试中心和美国教育考试服务中心托福网络考试考点、英国剑桥大学中国遴选中心考试中心。
