Історія освіти села Великі Хутори бере свій початок з 1905 року, коли було створено двокласне училище. У 1930 році створена семирічна школа, яка в 1966 році стала середньою школою. На сьогодні в ній навчається 80 учнів.
Педагогічний колектив (16 учителів) працює над науково-методичною темою «Модернізація змісту освіти через запровадження у навчально-виховний процес елементів інноваційних технологій».
Упроваджуються такі шкільні програми: «За здоровий спосіб життя», «Профільне навчання як інноваційний проект», «Школа молодого вчителя» (модульна); «Від творчого вчителя – до творчого учня»; «Обдарованість» (комплексно-цільова); «Екологічна освіта – невід’ємна складова Школи сприяння здоров’ю»; «Школа проти Сніду»; «Профілактика девіантної поведінки в підлітковому віці»; «Орнітофауна рідного краю» (авторська).
У 2008 році школа була атестована з відзнакою. Заклад включено до обласної мережі Шкіл сприяння здоров’ю. Діє шкільна філія МАН.
Створена «Модель організації виховного процесу з використанням інноваційних технологій – необхідна умова сучасної школи – Школи майбутнього». Модель складається із семи модулів: «Я і моє здоров’я», «Я – частинка природи», «Я і закон», «Я і учнівське самоврядування», «Я і творчість», «Я – господар», «Я – дослідник».
Напрями еколого-краєзнавчої роботи: планування роботи, спрямованої на екологізацію навчально-виховного процесу; профільне навчання та допрофільна підготовка учнів; музейна справа; робота екологічного клубу «Пролісок»; науково-дослідницька робота; природоохоронна робота; агітаційно-пропагандистська робота; еколого-оздоровча діяльність; робота в МАН, написання екологічних проектів; участь у Всеукраїнських екологічних конкурсах, експедиціях; організація практичної діяльності з охорони довкілля.
З 2006 року запроваджено екологічний профіль навчання, яким охоплені учні старшої школи. Для учнів 8-9 класів організовано допрофільне навчання екологічного профілю. Діти вивчають: спецкурс «Орнітофауна рідного краю» за авторською програмою вчителя біології школи Мартиненко В.М.; факультативи «Харківщинознавство», «Світ кімнатних рослин», «Екологія (аутекологія) рослин».
З 2002 року функціонує музей Природи, загальна кількість експонатів у якому – 2841, з них музейних предметів основного фонду – 2767. У 2005 році музей отримав свідоцтво про реєстрацію, видане Головним управлінням освіти і науки Харківської облдержадміністрації. У 2009 році музею Природи було присвоєно звання «Зразковий музей» за значні успіхи у підвищенні ефективності навчального процесу, формуванні та збереженні музейного фонду України.
Учні беруть участь у Всеукраїнських конкурсах екологічної спрямованості, є переможцями районних та обласних етапів, зокрема у 2010-2011 роках стали переможцями таких конкурсів: «Щедрість рідної землі» (І місце, районний етап); історико-етнографічної експедиції учнівської молоді «Україна вишивана» (ІІ місце, районний етап); Всеукраїнської туристськокраєзнавчої експедиції «Пізнай свою країну» (І місце, районний етап); виставки зимових композицій «Замість ялинки – новорічний букет» (І місце, районний етап); конкурсу «Різдвяна писанка» (ІІ місце, районний етап); обласного етапу Всеукраїнського конкурсу «Турбота молоді тобі, Україно!» (І місце, обласний етап); обласної виставки «SOS – вернісаж» (І місце, районний етап ); Всеукраїнської акції «Майбутнє лісу в твоїх руках» (І місце, районний етап); конкурсу «Ліси для нащадків» (І місце, районний етап); Всеукраїнської акції «Знай і люби свій край» (І місце, районний етап); Всеукраїнського конкурсу «Моя Батьківщина – Україна» (обласний етап); конкурсу-захисту екологічних проектів (І місце, районний етап).