Developing Creativity in Gifted Students through the Use of Artifi cial Intelligence in STEM Education in Contemporary Ukraine
DOI:
https://doi.org/10.63437/3083-6425-2025-3(98)-09Keywords:
creativity, giftedness, STEM education, STEM project, artificial intelligence, digitalization, educational innovation, psychological and pedagogical conditions, warAbstract
This article explores the potential of artificial intelligence (AI) as a powerful tool for fostering creativity in gifted students within the framework of STEM educational environments in Ukraine. In the context of the ongoing war and the challenges of transforming the national education system, the ability to think creatively, solve non-standard problems, and work interdisciplinarily has become a vital skill for the younger generation. Special attention is given to the psychological and pedagogical characteristics of creativity as a dynamic personality trait in gifted learners, including divergent thinking, cognitive flexibility, and originality. The article highlights how AI technologies, when integrated into STEM educational environments, can stimulate these qualities by providing open-ended tasks, adaptive feedback, and opportunities for safe experimentation.
The research presents a number of practical educational initiatives implemented in Ukrainian schools and educational hubs — such as national AI hackathons, 3D modeling platforms, VR/AR-integrated STEM camps, and robotics-based learning systems. These examples demonstrate how students use AI to create meaningful projects, ranging from virtual science labs to AI-based applications with social impact. The article emphasizes the importance of teacher facilitation, ethical guidelines, and governmental support for the integration of AI into the curriculum. AI is viewed not as a replacement for educators, but as a catalyst for the development of individual learning trajectories and creative capacities.
As Ukraine moves toward European integration and post-war recovery, investing in the creative potential of students through AI-driven STEM education is both a strategic and humanistic priority. The article argues that fostering creativity through artificial intelligence may help form a generation capable of responding to global challenges with innovative, interdisciplinary, and socially responsible solutions.
Downloads
References
Використані літературні джерела
1. Волотовська Т. П. Сучасна освіта в Україні: переваги та недоліки. Сучасні досягнення в науці та освіті: зб. праць XV Міжнар. наук. конф. (16–23 верес. 2020 р., Нетанія (Ізраїль)). Хмельницький: ХНУ, 2020. С. 79–82.
2. SТEM/STEAM-освіта: від теорії до практики: метод. посіб. / Н. І. Поліхун, К. Г. Постова, Г. В. Онопченко, О. В. Онопченко, І. М. Шевченко. Київ: Інститут обдарованої дитини НАПН України, 2023. 121 с. DOI: https://doi.org/10.35668/978-617-7734-44-3.
3. Упровадження STEM-освіти в умовах інтеграції формальної і неформальної освіти обдарованих учнів: метод. рек. / Н. І. Поліхун, К. Г. Постова, І. А. Сліпухіна, Г. В. Онопченко, О. В. Онопченко. Київ: Інститут обдарованої дитини НАПН України, 2019. 80 с. URL: https://iod.gov.ua/content/docs/documentspdf/193/uprovadzhennya-stem-osviti-v-umovah-integraciyi-formalnoyi-i-neformalnoyi-osviti-obdarovanih-uchniv--metodichni-rekomendaciyi_.pdf.
4. Онопченко Г., Онопченко О. Дослідження методів навчання обдарованих школярів в умовах реалізації STEM/STEAM-освіти (на прикладі конкурсних авторських розробок учителів). Освіта та розвиток обдарованої особистості. 2024. № 4 (95). C. 70–76. DOI: https://doi.org/10.32405/2309-3935-2024-4(95)-70-76.
5. Шишкіна, М. П., Коваленко, В. В. Про хід та результати досліджень, проведених в Інституті цифровізації освіти НАПН України, щодо використання штучного інтелекту в середній освіті: pа матеріалами наукової доповіді на засіданні Президії Національної академії педагогічних наук України, 17 жовтня 2024 р. Вісник Національної академії педагогічних наук України. 2024. 6(2). C. 1–6. DOI: https://doi.org/10.37472/v.naes.2024.6217.
6. Назар М. М. Штучний інтелект: на початку ери нових можливостей системи освіти: наукова доповідь загальним зборам НАПН України «Захист і підтримка ментального здоров’я українців в умовах воєнного стану: виклики і відповіді», 22 листопада 2024 р. Вісник Національної академії педагогічних наук України. 2024. 6 (2). С. 1–4. DOI: https://doi.org/10.37472/v.naes.2024.6224
7. Жаворонкова Г. В., Жаворонков В. О. Знання та креативність як стратегічні ресурси формування економіки знань. Modern Achievements of Science and Education XІV Іnternational Conference (Semptember 16–23, 2020, Israel). С. 203–206. URL: https://openarchive.nure.ua/server/api/core/bitstreams/d4b49a09-021e-4e21-92b5-ddff78711799/content.
8. Про освіту: Закон України від 5 верес. 2017 р. № 2145. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2145-19.
9. Візнюк І., Буглай Н., Куцак Л., Поліщук А., Киливник В., Використання штучного інтелекту в освіті. Сучасні інформаційні технології та інноваційні методики навчання в підготовці фахівців: методологія, теорія, досвід, проблеми. 2021. Вип. 59. С. 14–22. DOI: https://doi.org/10.31652/2412-1142-2021-59-14-22
10. Вдовиченко С. В., Устенко І. В., Рябчук Н. А. Штучний інтелект в освіті. PEDAGOGY AND EDUCATION. 2024. No. 186 January 26–28
11. 59 % українських підлітків мають базовий рівень креативного мислення. НУШ. URL: https://nus.org.ua/2024/09/22/59-ukrayinskyh-pidlitkiv-mayut-bazovyj-riven-kreatyvnogo-myslennya/.
12. Криворучко І. В., Шукатка О. В. STEAM-освіта в Україні: тенденції та сучасні виклики. Інноваційні практики наукової освіти: матеріали ІІ Всеукр. наук.-практ. конф. Київ: НАПН України, 2023. C. 554–557.
13. Teens in AI Ukraine. Facebook. URL: https://www.facebook.com/teensinaiukraine/.
14. Штучний інтелект – здібність, талант, геніальність: у Кропивницькому Науковому ліцеї відбувся щорічний STEM-проєкт. Кропивницька міська рада. URL: https://kr-rada.gov.ua/news/shtuchniy-intelekt-zdibnist-talant-genialnist-u-kropivnitskomu-naukovomu-litseyi-vidbuvsya-shorichniy-stem-prokt_26-03-2025.html.
15. Весняна сесія обласної «STEM-школи – 2025» «Імерсивні технології (VR/AR) та штучний інтелект (AI) в STEM-освіті». Інститут модернізації змісту освіти. URL: https://imzo.gov.ua/2025/03/19/vesniana-sesiia-oblasnoi-stem-shkoly-2025-imersyvni-tekhnolohii-vr-ar-ta-shtuchnyy-intelekt-ai-v-stem-osviti/.
16. Гриценчук О. О., Заярна І. С. Сучасний стан розвитку цифрових освітніх хабів в контексті євроінтеграції України. Цифрова трансформація науково-освітніх середовищ в умовах воєнного стану: зб. матеріалів звітної наук. конф. Інституту цифровізації освіти НАПН України (23 лют. 2024 р., Київ). Київ: ІЦО НАПН України, 2024. 168 с.
17. Рашевська Н. В. Формування деяких компетентностей учнів старшої школи в моделі змішаного навчання. Цифрова трансформація науково-освітніх середовищ в умовах воєнного стану: зб. матеріалів звітної наук. конф. Інституту цифровізації освіти НАПН України(23 лют. 2024 р., Київ). Київ: ІЦО НАПН України, 2024. 168 с.
18. Берегова Я., Борисенко Н. М. Штучний інтелект як інструмент розвитку креативності майбутнього вчителя початкової школи. Science, people and the latest technologies: The IV International Scientific and Practical Conference (October 09–11, 2023, Sofia). Bulgaria. 218 p. Р. 132–137.
References
1. Volotovska, T. P. (2020). Suchasna osvita v Ukraini: perevahy ta nedoliky [Modern education in Ukraine: advantages and disadvantages]. Suchasni dosiahennia v naukakh ta osviti – Modern Achievements in Science and Education: Proceedings of the 15th International Scientific Conference. Khmelnytskyi. [in Ukrainian].
2. Polikhun, N. I., Postova, K. H., Onopchenko, H. V., Onopchenko, O. V., & Shevchenko, I. M. (2023). STEM/STEAM-osvita: vid teorii do praktyky [STEM/STEAM education: from theory to practice]. Kyiv. DOI: https://doi.org/10.35668/978-617-7734-44-3 [in Ukrainian].
3. Polikhun, N. I., Postova, K. H., Slipukhina, I. A., Onopchenko, H. V., & Onopchenko, O. V. (2019). Uprovadzhennia STEM-osvity v umovakh intehratsii formalnoi i neformalnoi osvity obdarovanykh uchniv: metodychni rekomendatsii [Implementation of STEM education under the integration of formal and non-formal education of gifted students: methodical recommendations]. Kyiv. Retrieved from: https://iod.gov.ua/content/docs/documentspdf/193/uprovadzhennya-stem-osviti-v-umovah-integraciyi-formalnoyi-i-neformalnoyi-osviti-obdarovanih-uchniv--metodichni-rekomendaciyi_.pdf [in Ukrainian].
4. Onopchenko, H., & Onopchenko, O. (2024). Doslidzhennia metodiv navchannia obdarovanykh shkoliariv v umovakh realizatsii STEM/STEAM-osvity (na prykladi konkursnykh avtorskikh rozrobok uchyteliv) [Research on teaching methods for gifted students in the context of implementing STEM/STEAM education (on the example of teachers’ competitive developments)]. Osvita ta rozvytok obdarovanoi osobystosti – Education and Development of Gifted Personality, 4(95), 70-76. DOI: https://doi.org/10.32405/2309-3935-2024-4(95)-70-76 [in Ukrainian].
5. Shyshkina, M. P., & Kovalenko, V. V. (2024). Pro khid ta rezultaty doslidzhen, provedennykh v Instytuti tsyfrovizatsii osvity NAPN Ukrainy, shchodo vykorystannia shtuchnoho intelektu v serednii osviti: za materialamy naukovoi dopovidi na zasidanni Prezydii Natsionalnoi akademii pedahohichnykh nauk Ukrainy, 17 zhovtnia 2024 r. [On the progress and results of the research conducted at the Institute of Education Digitalization of NAES of Ukraine on the use of artificial intelligence in secondary education]. Visnyk Natsionalnoi akademii pedahohichnykh nauk Ukrainy – Bulletin of the National Academy of Educational Sciences of Ukraine, 6(2), 1-6. DOI: https://doi.org/10.37472/v.naes.2024.6217 [in Ukrainian].
6. Nazar, M. M. (2024). Shtuchnyi intelekt: na pochatku ery novykh mozhlyvostei systemy osvity: naukova dopovid zahalnym zboram NAPN Ukrainy «Zakhyst i pidtrymka mentalnoho zdorovia ukraintsiv v umovakh voiennoho stanu: vyklyky i vidpovidi», 22 lystopada 2024 r. [Artificial Intelligence: at the beginning of a new era of educational opportunities: scientific report to the General Meeting of NAES of Ukraine]. Visnyk Natsionalnoi akademii pedahohichnykh nauk Ukrainy – Bulletin of the National Academy of Educational Sciences of Ukraine, 6(2), 1-4. https://doi.org/10.37472/v.naes.2024.6224 [in Ukrainian].
7. Zhavoronkova, H. V., & Zhavoronkov, V. O. (2020). Znannia ta kreatyvnist yak stratehichni resursy formuvannia ekonomiky znan [Knowledge and creativity as strategic resources for the formation of a knowledge economy]. Modern Achievements of Science and Education: XIV International Conference (Semptember 16-23, 2020, Israel). P. 203-206. Retrieved from: https://openarchive.nure.ua/server/api/core/bitstreams/d4b49a09-021e-4e21-92b5-ddff78711799/content [in Ukrainian].
8. Pro osvitu: Zakon Ukrainy vid 5 veres. 2017 r. № 2145 [On education: Law of Ukraine of September 5, 2017 No. 2145]. Retrieved from: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2145-19 [in Ukrainian].
9. Vizniuk, I., Buhlai, N., Kutsak, L., Polishchuk, A., & Kylyvnyk, V. (2021). Vykorystannia shtuchnoho intelektu v osviti [The use of artificial intelligence in education]. Suchasni informatsiini tekhnolohii ta innovatsiini metodyky navchannia v pidhotovtsi fakhivtsiv: metodolohiia, teoriia, dosvid, problemy – Modern information technologies and innovative teaching methods in the training of specialists: methodology, theory, experience, problems. 59. 14-22. DOI: https://doi.org/10.31652/2412-1142-2021-59-14-22 [in Ukrainian].
10. Vdovychenko, S. V., Ustenko, I. V., & Riabchuk, N. A. (2024). Shtuchnyi intelekt v osviti [Artificial intelligence in education]. Pedagogy and education. No. 186 January 26-28 [in Ukrainian].
11. 59 % ukrainskykh pidlitkiv maiut bazovyi riven kreatyvnoho myslennia. NUSh [59% of Ukrainian adolescents have a basic level of creative thinking]. Retrieved from: https://nus.org.ua/2024/09/22/59-ukrayinskyh-pidlitkiv-mayut-bazovyj-riven-kreatyvnogo-myslennya/ [in Ukrainian].
12. Kryvoruchko, I. V., & Shukatka, O. V. (2023). STEAM-osvita v Ukraini: tendentsii ta suchasni vyklyky [STEAM education in Ukraine: trends and modern challenges]. Innovatsiini praktyky naukovoi osvity – Innovative practices of scientific education: II Vseukr. nauk.-prakt. konf. Kyiv, 554-557 [in Ukrainian].
13. Teens in AI Ukraine. Facebook. URL: https://www.facebook.com/teensinaiukraine/ [in Ukrainian].
14. Shtuchnyi intelekt – zdibnist, talant, henialnist: u Kropyvnytskomu Naukovomu litsei vidbuvsia shchorichnyi STEM-proiekt [Artificial intelligence - ability, talent, genius: the annual STEM project was held in the Kropyvnytskyi Scientific Lyceum]. Kropyvnytska miska rada – Kropyvnytskyi City Council. Retrieved from: https://kr-rada.gov.ua/news/shtuchniy-intelekt-zdibnist-talant-genialnist-u-kropivnitskomu-naukovomu-litseyi-vidbuvsya-shorichniy-stem-prokt_26-03-2025.html [in Ukrainian].
15. Vesniana sesiia oblasnoi «STEM-shkoly – 2025» «Imersyvni tekhnolohii (VR/AR) ta shtuchnyi intelekt (AI) v STEM-osviti» [Spring session of the regional "STEM-school - 2025" "Immersive technologies (VR/AR) and artificial intelligence (AI) in STEM-education"]. Instytut modernizatsii zmistu osvity – Institute for the modernization of educational content. Retrieved from: https://imzo.gov.ua/2025/03/19/vesniana-sesiia-oblasnoi-stem-shkoly-2025-imersyvni-tekhnolohii-vr-ar-ta-shtuchnyy-intelekt-ai-v-stem-osviti/ [in Ukrainian].
16. Hrytsenchuk, O. O., & Zaiarna, I. S. (2024). Suchasnyi stan rozvytku tsyfrovykh osvitnikh khabiv v konteksti yevrointehratsii Ukrainy [Current state of development of digital educational hubs in the context of European integration of Ukraine]. Tsyfrova transformatsiia naukovo-osvitnikh seredovyshch v umovakh voiennoho stanu – Digital transformation of scientific and educational environments under martial law: collection of materials of the reporting scientific conference of the Institute for the Digitalization of Education of the NAES of Ukraine (February 23, 2024, Kyiv). Kyiv, 168 p. [in Ukrainian].
17. Rashevska, N. V. (2024). Formuvannia deiakykh kompetentnostei uchniv starshoi shkoly v modeli zmishanoho navchannia [Formation of some competencies of high school students in the blended learning model]. Tsyfrova transformatsiia naukovo-osvitnikh seredovyshch v umovakh voiennoho stanu – Digital transformation of scientific and educational environments under martial law: collection of materials of the reporting scientific conference of the Institute for the Digitalization of Education of the NAES of Ukraine (February 23, 2024, Kyiv). Kyiv, 168 p. [in Ukrainian].
18. Berehova, Ya., & Borysenko, N. M. (2023). Shtuchnyi intelekt yak instrument rozvytku kreatyvnosti maibutnoho vchytelia pochatkovoi shkoly [Artificial intelligence as a tool for developing creativity of a future primary school teacher]. Science, people and the latest technologies: The IV International Scientific and Practical Conference (October 09–11, 2023, Sofia). Bulgaria. P. 132-137 [in Ukrainian].
