Важливим аспектом діяльності педколективу НВК №12 є впровадження інноваційних педагогічних технологій у навчальний процес і експериментальна та науково-дослідницька робота.

Сьогодні суспільство переживає унікальний час творення нової української освіти в контексті сучасного розвитку України. Стратегічним питанням і викликом сучасності є становлення нової української школи. У зв’язку з цим та з метою інтеграції до європейського освітнього простору колектив НВК №12, впроваджуючи європейську концепцію освіти в основній і старшій ланках, працює над експериментальними дидактичними темами:

1. «Тьюторська технологія як засіб реалізації принципу індивідуалізації в освіті» (Наказ МОН від 15.07.15 р. № 764) – 1-й рік;
2. «Створення системи профільного навчання з використанням різних форм організації навчально-виховного процесу». Науковий керівник – член – кореспондент НАПН України Пометун О. І. (Договір про спільну діяльність з інститутом педагогіки НАПН України від 10.04.2008 р., пролонговано 19.12.2015 р.) – 8-й рік;
3. «Впровадження модульно-рейтингової системи навчання в профільних 8 – 11 класах гімназії на період з 2010 по 2017 роки». Науковий керівник – член – кореспондент НАПН України Пометун О. І. (Рішення наукової ради Інституту педагогіки НАПН України, протокол № 8 від 19.10.2009 р., Лист інституту педагогіки від 19.04.2012 р. № 901) – 5-й рік;
4. «Розробка особистої  траєкторії навчання старшокласників на основі   мультипрофільної та дистанційної форм навчання». Науковий  керівник - проректор ДОІППО, кандидат філософських наук Ватковська М. Г. та завідувач кафедрою обчислювальної техніки та   програмування УДХТУ, доцент, кандидат фізико – математичних наук - Волкова С. А. (наказ департаменту освіти і науки Дніпропетровської облдержадміністрації від 26.05.2014 № 360/0/212-14) – 3-й рік;
5. «Профільна школа он-лайн». Науковий керівник – проректор ДОІППО, кандидат філософських наук Ватковська М. Г. (наказ департаменту освіти і науки Дніпропетровської облдержадміністрації від 27.05.2013 № 433/0/212-13) – 3-й рік;
6. Курс «Основи критичного мислення» (Лист Інституту інноваційних технологій і змісту освіти МОН України від 02.07.2009 р. № 14/18-2591) – 7-й рік;
7. Проект «Gо Camps» у рамках співпраці з громадською організацією Go Global. Мета: організація літнього мовного табору для дітей (Лист МОН від 28.04.2016 № 1/9-215);
8. «Дидактико – методичне і навчальне забезпечення реалізації концептуальних засад реформування початкової загальної освіти» (наказ МОН України від 15.07.2016 року № 834, науковий керівник – завідувач відділу початкової освіти Інституту педагогіки НАПН України, доктор педагогічних наук Цимбалару Анжеліка Дмитрівна).