İTK okullarında okul öncesi dönemde başlayan sorgulama temelli bilim eğitimi, bütüncül bir yaklaşımla ilkokul ve ortaokul kademesinde de STEM temelli olarak yapılandırılmaktır. Çeşitli bilimsel sorulara, planlı etkinliklerle yanıt arayan öğrenciler sorgulamaya açık şekilde yapılandırılmış öğrenme ortamlarıyla erken yaşta buluşurlar ve bilime olan merak ve ilgileri de desteklenmiş olur.
Soruların sorulduğu, araştırmaların planlandığı, bilgilerin deneysel bulgularla karşılaştırıldığı, bilgi toplama, analiz etme ve yorumlama için araç gereçlerin kullanıldığı, sonuçların ortaya konup özgür bir öğrenme ortamında tartışıldığı; bu çok boyutlu süreç sayesinde öğrenciler bilim insanlarının doğal dünyayı araştırırken kullandıkları bilimsel sorgulamanın içerisinde doğal olarak yer almış olurlar.
İTK da bilim öğrenme öğrencinin karşılaştığı ya da ona verilen bir problemi özümseyip, disiplinler arası bir yaklaşımla ona çözüm üretmesini temel alır. Ortaokul fen bilimleri dersleri içinde yapılan SAT projeleriyle yıl boyu belirledikleri probleme öğretmenlerinin rehberliğinde çözüm önerileri arayan ve özgün tasarımlar gerçekleştiren öğrenciler, bu şekilde potansiyellerini de ortaya koyma fırsatı bulurlar.