"Bilim ve Sanat merkezleri" (BİLSEM), Millî Eğitim Bakanlığı (MEB) tarafından tanımlanmış üstün/özel yetenekli öğrencilerin akademik, bilimsel ve sanatsal yönlerini desteklemek ve geliştirmek amacıyla kurulmuş kamu eğitim kurumlarıdır. Bu merkezlerde öğrencilerin ilgi ve yeteneklerine uyumlu olacak şekilde özel eğitim programları sunulmaktadır.

BİLSEM kurulmadan önce Türkiye'de farklı uygulamalarla özel yetenekli öğrencilerin eğitimine yönelik girişimlerde bulunulmuştur. Fakat önceki uygulamaların hiçbiri BİLSEM kadar yaygınlaştırılamamıştır. Türkiye'nin mevcut ekonomik, sosyal, kültürel ve eğitim şartları dikkate alınarak daha fazla sayıda özel yetenekli çocuğa en uygun modelle ulaşılabilmesi için farklı ülkelerde uygulanan modeller incelenmiş, uygulanabilirlikleri tartışılmış ve akademik çalışmalar da temel alınarak ülke şartlarına uygun yeni bir model geliştirilmiştir.

Millî Eğitim Bakanlığı'nca 1992'de özel eğitim ihtiyacı olan çocukların eğitimlerini sağlamak amacıyla Özel Eğitim Rehberlik Hizmetleri Genel Müdürlüğü kurulmuş, genel müdürlük teşkilat yapısı bünyesinde idarî, rehberlik ve özel eğitim olmak üzere üç daire başkanlığı ve bunlara bağlı yirmi beş şube oluşturulmuştur. Özel eğitim ihtiyacı olan gruplara ilişkin oluşturulan şubelerin arasında özel yeteneklilerin eğitimleri şubesi kurulmuş ve çalışmaları başlatılmıştır. BİLSEM bu kapsamda 1992'de Millî Eğitim Bakanlığı'nın bir pilot uygulama projesi olarak kurulmuştur. 1993 yılında Ankara, İstanbul, İzmir, Denizli ve Bayburt'ta toplam beş pilot uygulama hayata geçirilmiş olsa da bunlardan sadece biri 17 Eylül 1995 tarihinde resmî bir kimlik kazanmış ve Ankara Yasemin Karakaya Bilim ve Sanat Merkezi adını almıştır. Bunu 1996'da İstanbul Ataşehir'de İstanbul Bilim ve Sanat Merkezi, 1997'de Bayburt Bilim ve Sanat Merkezi, 1999'da Bursa Cevdet Nerse Bilim ve Sanat Merkezi izlemiş, 2005 yılında yirmi beşe çıkan BİLSEM sayısı 2023 yılı itibariyle 393'e ulaşmıştır. 

BİLSEM ilk olarak "Ek Ders Uygulama Okulu" şeklinde modellendirilmiş ve kuruldukları dönem içinde "özel okul" ve "kaynaştırma" gibi alternatiflerine nazaran daha işlevsel olduklarını göstermiştir. BİLSEM uyguladığı model bütçeye fazladan maliyet yüklemeden, ihtiyaç duyulduğunda var olan okulların içinde küçük düzenlemelerle oluşturulabilen, bir model olarak yaygınlaşmayı başarmıştır. Ayrıca bu modelin en büyük avantajlarından biri, çocukların kendi okullarında, yaşıtlarından veya sınıf arkadaşlarından soyutlanmamaları, ileride toplum adına yapacakları çalışmalarda toplum bireylerini zihinsel, sosyal, kültürel, duygusal açıdan tanıyabilme imkânına sahip olmalarıdır.

Özel yetenekleri olan çocuklar, toplumla kaynaşma sürecini okul içinde yaşarken, yeteneğinin farkındalığı içinde BİLSEM'de kendi ilgi ve yetenekleri doğrultusunda, eğitim alma, öğrenme ve üretme imkânlarına sahip olmaktadırlar. Bu çocuklar normal okullarda kendi sınıflarında tek veya az sayıdadırlar. Bu da onları bazan uyumsuz ve kaygılı kılabilmektedir. Özel yetenekli çocuklar kendilerine benzeyen diğer özel yetenekli çocuklarla bir arada olabilecekleri ortamı bulduklarında zihinsel, sosyal ve duygusal açından daha sağlıklı gelişim sergileyebilmektedirler.

BİLSEM'e öğrenci alımı Millî Eğitim Bakanlığı Özel Eğitim Hizmetleri Yönetmeliği ile (7 Temmuz 2018 tarihli ve 30471 sayılı Resmî Gazete) 1 Aralık 2022 tarihli ve 64832509 sayılı Bilim ve Sanat Merkezleri Yönergesi esas alınarak belirlenmektedir. Bütün süreç ayrıntılı şekilde Özel Eğitim ve Rehberlik Hizmetleri Genel Müdürlüğü'nce hazırlanmakta ve seçim süreci öncesinde Bilim ve Sanat Merkezleri Öğrenci Tanılama ve Yerleştirme Kılavuzu ile ilan edilmektedir. Yaklaşık dokuz ay süren seçim sürecinde öncelikle il düzeyinde tanılamalar için komisyonlar oluşturulmakta, süreçle ilgili bütün taraflar bilgilendirilmekte, gözlem formlarının doldurulması sağlanmakta, aday öğrenciler için ön değerlendirme randevuları belirlenmektedir. Kimlerin aday gösterileceğine dair süreç, başkanlığını okul müdürünün yaptığı, müdür yardımcıları, rehber öğretmen/psikolojik danışmanlar ve birinci, ikinci ve üçüncü sınıf seviyelerinden okul müdürünce belirlenen en az birer sınıf öğretmeninden oluşan okul yönlendirme komisyonlarınca yürütülmektedir. Ön değerlendirme uygulamalarına alınacak öğrencilerin giriş belgeleri e-Okul Yönetim Bilgi Sistemi üzerinden yayımlanmaktadır. Akabinde yetenek alanlarına göre ön değerlendirme uygulamalarına alınan öğrenciler arasında bireysel değerlendirmeye hak kazananlar ilan edilmektedir. Değerlendirme sonuçları üzerinde ilgililerin itiraz hakları da vardır. İlanın ardından itiraz başvurularının alınmakta ve sonuçların yeniden değerlendirilmesinin ardından randevulu olarak bireysel değerlendirme süreci başlatılmaktadır. Bireysel değerlendirme uygulamalarına alınacak öğrencilerin giriş belgeleri yine e-Okul Yönetim Bilgi Sistemi'nde yayımlanmaktadır. Bütün değerlendirmelerin ardından kayıt hakkı kazanan öğrenciler ilan edilmekte, yeni bir itirazda bulunma sürecinin ardından sonuçları karara bağlanan öğrenciler kayıtlarını yaptırabilmektedir.

BİLSEM'de eğitim programları, öğrencilerin ilgi alanlarına ve yeteneklerine göre şekillendirilmekte, akademik dersler, yabancı dil, bilim ve teknoloji, sanat ve müzik, teknoloji ve mühendislik, yaratıcı yazma ve edebiyat gibi farklı alanlarda özel dersler ve etkinlikler düzenlenmektedir. Eğitim süresi genellikle haftada birkaç gün olmakla birlikte bazı BİLSEM'de tam gün programlar da bulunmaktadır. Öğrenciler, düzenli olarak BİLSEM'e devam ederken aynı zamanda kendi okullarındaki eğitimlerine de devam ederler. BİLSEM'de öğrencilerin bireysel gelişimlerini desteklemek için rehberlik-psikolojik danışmanlık, atölye çalışmaları, yarışmalara hazırlık gibi etkinlikler de yer alır. Her BİLSEM, öğrencilerinin ilgi ve yeteneklerine odaklanmakta, kendi öğretim programları, öğretmen nitelikleri, öğretim materyalleri ve kurumsal amaçlarıyla sistematik ve kanıt temelli olarak gelişimini sürdürmektedir.

Özel yetenekli öğrencilere yönelik eğitim veren ve öğrencileri BİLSEM öğrencileri arasından özgün bir değerlendirme modeli ile seçilen Araştırma Geliştirme Eğitim ve Uygulama Merkezi (ARGEM) isimli örgün bir eğitim kurumu da bulunmaktadır. Bu kurum 14 Ağustos 2017 tarihinde İstanbul Üsküdar'da kurulmuştur. Türünün ilk ve tek örneği olan ARGEM özel eğitim gereksinimi duyan özel yetenekli bireyleri kendi ilgi, yönelim ve yetenekleri doğrultusunda yetiştiren, bünyesinde bir ortaokul ve lise bulunan ve öğrencilerinin tamamına yatılı olarak eğitim hizmeti sunan bir özel eğitim kurumudur.

Kurum, öğrencilerine sosyal farkındalıklarını, araştırma, sorgulama ve bireysel yeteneklerini geliştirebilecekleri, sürdürülebilir bir gelişim atmosferi içinde, daha kaygısız bir şekilde ülke refahı için proje ve çalışmalarını yürütebilecekleri eğitim ortamları oluşturma misyonu ile hareket etmektedir. Bütün müfredat uygulamalarında farklılaştırma ve zenginleştirme stratejilerine yer verilmesi esastır. Bünyesinde bulundurduğu atölye çalışmaları öğrencilerin ilgi, yönelim ve yetenekleri doğrultusunda hem akademik hem de sanatsal ve sportif alanlarda uygulanmaktadır. Kurumda proje uygulamalarına, Ar-Ge ve patent çalışmalarına özel bir yer verilmekte olup öğrencilerin TEKNOFEST Türkiye birinciliği, Türkiye ikinciliği, Uluslararası Bilim olimpiyatlarında TÜBİTAK dünya birinciliği ve dünya üçüncülüğü, ulusal sınavlarda LGS Türkiye birinciliği gibi çok sayıda ulusal ve uluslararası düzeyde başarıları mevcuttur.