La science n'est pas seulement un ensemble de connaissances ; c'est avant tout un processus de découverte de nouvelles connaissances. L'enseignement des sciences ne doit donc pas uniquement se concentrer sur les faits déjà connus, mais aussi sur la manière de les découvrir. Apprendre la science, c'est donc apprendre à penser et agir comme un scientifique, par exemple en s'engageant dans des démarches d'investigation. Autrement dit, c’est s'approprier une boîte à outils remplie de stratégies pour explorer le monde avec curiosité et rigueur.

Cette boîte à outils intellectuelle comprend les « outils » suivants : s'interroger, observer, formuler des explications, rechercher, organiser les données, prédire, mesurer, etc. Elle inclut aussi la capacité d'argumenter : savoir douter, confronter des explications pour reconnaître leurs limites, puis les réviser à la lumière de nouvelles preuves ou d'échanges avec les autres.

Le coffre à outils numérique ci-dessous peut servir de support métacognitif pour permettre aux élèves de prendre conscience des « outils »  qu'ils mobilisent lorsqu'ils s'engagent dans des démarches scientifiques. En voyant et en nommant ces « outils », ils apprennent non seulement à agir comme des scientifiques, mais aussi à réfléchir sur leur  manière de penser. En classe, vous pouvez vous y référer régulièrement pour rendre la pensée scientifique explicite et accessible.