Principe 1 :Les enfants observent un objet ou un phénomène du monde réel, proche et sensible et expérimentent sur lui.

Par objet il faut comprendre objet d’étude, par exemple l’eau, le ciel, les rythmes de vie, la nourriture des plantes, les mélanges ...donc ne pas en rester aux objets matériels, naturels ou fabriqués, que l’on peut toucher, manipuler.
Le monde réel ne doit pas être une réalité épurée, simplifiée, reconstruite ; au départ il y aura une certaine globalité, une complexité, donc ensuite un choix sera nécessaire et partagé proche et sensible :il s’agit de partir du connu des élèves, de ce qu’ils utilisent, côtoient.

Principe 2 : Au cours de leurs investigations les enfants argumentent et raisonnent, mettent en commun et discutent leurs idées et leurs résultats, construisent leurs connaissances, une activité purement manuelle ne suffisant pas.

Ne pas limiter le rôle de l’ élève à la seule observation, au constat non suivi de réflexion, de confrontation des idées entre pairs.
Argumenter c’est défendre un point de vue en apportant des éléments présentés comme probants. Dans cette démarche le rôle du maître est d’être à la fois médiateur c’est-à-dire intermédiaire entre la science et les élèves et expert c’est-à-dire référence pour tout ce qui a trait à la conformité scientifique ; il intervient en particulier dans les moments de débat ou de mise en commun.

Principe 3 : Les activités proposées aux élèves par le maître sont organisées en séquences en vue d’une progression des apprentissages. Elles relèvent des programmes et laissent une large place à l’autonomie des élèves.

Une activité s’inscrit toujours dans un avant et un après, ne serait-ce que pour l’élève. On aura donc le plus souvent à considérer une suite d’activités qui constitueront une séquence. L autonomie des élèves sera sollicitée si l’organisation de séances de classe prévoit par exemple des essais multiples, une participation à l’élaboration des dispositifs, la possibilité de se tromper, etc ...

Principe 4 : Un volume minimum de deux heures par semaine est consacré à un même thème pendant plusieurs semaines. Une continuité des activités et des méthodes pédagogiques est assurée sur l’ensemble de la scolarité.

Un même thème sera développé pendant plusieurs semaines pour éviter un éparpillement de sujets abordés, à peine ébauchés et vite abandonnés et pour laisser aux élèves le temps pour se mettre en situation de recherche et de se construire des connaissances.
La continuité des activités et des méthodes doit être recherchée. En effet les élèves ont un vécu personnel et scolaire, en continu depuis la maternelle. Le maître doit être conscient de la place de la séance dans ce continu, pour un domaine donné. De plus un accord entre les enseignants des différents cycles est nécessaire pour un suivi des parties des programmes et une continuité dans les méthodes pédagogiques.

Principe5 : Les enfants tiennent chacun un cahier d’expériences avec leurs mots à eux.

Le cahier d’expériences constitue un support des traces écrites (mots, phrases, dessins, etc ) des différents moments de la propre activité scientifique de l’élève. Il pourrait comporter deux parties :
 une partie libre, spontanée, non organisée tout au moins au début (progressivement, avec l’aide du maître mais aussi par autocorrection l’élève va organiser ses notes, améliorer son orthographe et son expression écrite) ;
 une partie institutionnalisée, fruit d’un consensus recherché et obtenu avec l’aide du maître, témoin d’un savoir partagé.
Pour l’élève l’intérêt de ce "cahier" est multiple : il assure un rôle de mémoire, de témoin de ses progrès, de son évolution au cours de l’année, voire d’un cycle ; il constitue un outil de communication vers les autres (camarades, maître) mais aussi un support pour développer et construire sa réflexion.
Le maître y trouvera des informations sur les représentations des élèves, l’état d’avancement des apprentissages et il en tiendra compte pour organiser et parfois modifier le contenu des séances de classe.
Le cahier d’expériences est un des éléments majeurs de la démarche préconisée par La main à la pâte.

Principe 6 : L’objectif majeur est une appropriation progressive, par les élèves, de concepts scientifiques et de techniques opératoires, accompagnée d’une consolidation de l’expression écrite et orale.

Est affirmé ici le lien très fort entre apprentissage scientifique et apprentissage de la langue. Cela peut conduire à une motivation réciproque pour les deux apprentissages mais aussi, parfois, à un blocage pour des élèves qui ne peuvent traduire correctement des idées justes avec des mots, d’où une nécessaire vigilance des maîtres pour que chaque élève puisse s’exprimer.