Tutum kavramı, bireyin belirli kişilere, nesnelere, olaylara ya da kurumlara karşı her zaman benzer şekilde, yani olumlu, olumsuz ya da yansız davranmasına yol açan sürekli ve değişmez inanç, duygu ve eğilimler bütünü olarak tanımlanmaktadır. Çocukların bilime ve fene karşı geliştirdikleri uzun dönemli tutumların temeli, çocukluk yıllarında karşılaştıkları ilk fen deneyimlerinde atılmaktadır. Bu nedenle, erken yaşlardaki deneyimlerin niteliği, bireyin yaşam boyu bilimsel alanlara yönelik sergileyeceği yaklaşımı doğrudan belirlemektedir.
Yapılan araştırmalar, çocukların fene karşı olumsuz tutumlar geliştirmesinin arkasında yatan en önemli nedenlerden birinin, bilgi edinmenin tek yolunu ders kitapları olarak gören ilgisiz öğretmenler olduğunu göstermektedir. Ayrıca, sınıflarda karşılaşılan cinsiyet ayrımcılığı da kız öğrencilerin fen derslerine olan ilgisini kaybetmesinde kritik bir rol oynamaktadır. Bazı öğretmenlerin erkek öğrencilerin fen alanlarında daha yetenekli olduğuna dair ön yargıları, kız öğrencilere farklı davranılmasına ve onların fenden uzaklaşmasına yol açmaktadır.
Tutumların büyük bir bölümü okul öncesinde aile çevresinde kazanılmakta ve nesilden nesile aktarılmaktadır. Bu bağlamda, hem ailenin fene karşı sergilediği ilgi hem de okul öncesi öğretmeninin sınıfta uyguladığı yöntemler bir araya gelerek çocuğun bilimsel merakını şekillendirir. Öğretmenin fene yönelik olumlu tutumu, çocukların bu alandaki motivasyonunu artıran en birincil dinamiktir.
Her çocuk fen etkinliklerine başlangıçta aynı ilgi ve merakla yaklaşmayabilir. Bu bireysel farklılıklar nedeniyle öğretmenlerin çok çeşitli öğretim becerilerine sahip olmaları, her çocuğun gelişimini yakından izlemeleri ve öğrenme hızlarındaki farklılıkları tanıyarak sınıf içi etkinlikleri bu doğrultuda esnek bir şekilde düzenlemeleri gerekmektedir. Öğretmen, bilgiyi doğrudan aktaran bir figür olmaktan ziyade, bilgiyi bulma, toplama ve ondan yararlanma sürecini çocuğa öğreterek bilimsel bir tutum sergilemelidir.
Fen eğitiminde öğretmenin en önemli görevlerinden biri, çocukların araştırma ve inceleme yapabilmeleri için güvenli, tehlikesiz ve uyarıcı bir fiziksel ortam hazırlamaktır. Öğretmen, günlük planı içerisinde çocukların deney yapabilmeleri için yeterli zamanı ayırmalı, çocukların soru sormalarını teşvik etmeli ve bireysel ya da grup çalışmalarını sürekli gözlemleyerek değerlendirmelidir. Ayrıca, çocukların ilgisini çeken beklenmedik durumlarda esnek davranarak planını güncelleyebilmeli ve yeni tartışmalar başlatabilmelidir.
Öğretmenlerin fen etkinlikleri sırasında teknolojiden ve termometre, büyüteç, mikroskop, teleskop gibi fen araç-gereçlerinden yararlanması önem arz eder. Çocukların her an ulaşabileceği, içinde ayna, el feneri, ip, pamuk, plastik kaplar ve büyüteç gibi nesnelerin yer aldığı portatif bir fen araç-gereç çantası (science kit) hazırlamak öğretmenin pratik görevleri arasındadır. Öğretmen, fen etkinliklerinin doğaüstü güçlerle yapılan sihirbazlık benzeri gösteriler olmadığını vurgulamalı ve bilmediği bir soruyla karşılaştığında bunu dürüstçe itiraf edip cevabı çocuklarla birlikte araştırmalıdır.
Harlan ve Rivkin ile Ünal ve Akman'ın çalışmalarına göre, etkili bir fen eğitimi için öğretmenlerin üstlenmesi gereken dört temel rol bulunmaktadır. Bunlardan ilki 'Kolaylaştıran Rol'dür. Bu rolde öğretmen, her çocuğun gelişimi için zengin bir bilgi çevresi tasarlar, artık malzemeleri toplar ve çocukların çalışmaları sırasında oluşabilecek dağınıklığa hoşgörü göstererek hata yapmanın öğrenme sürecinin bir parçası olduğunu kabul eder.
İkinci temel rol 'Değişimi Gerçekleştiren Rol'dür. Öğretmen, çocukların kendilerini birer düşünür ve problem çözücü olarak görmelerine yardımcı olarak zihinsel güçlerini açığa çıkarmayı hedefler. Üçüncü rol olan 'Danışman Rolü'nde ise öğretmen, çocukları dikkatle gözlemler, dinler ve kendi araştırmalarını yaparlarken onlara doğrudan cevap vermek yerine ipuçları ve yönlendirici sorular sunarak bağımsız çözüm yolları bulmalarını destekler. Son temel rol olan 'Örnek Rol'de ise öğretmen; merak, sabır, ısrar ve yaratıcılık gibi bilimsel davranışları bizzat sergileyerek çocuklara model olur.
Bu dört temel role ek olarak öğretmenlerin benimsemesi gereken diğer roller; bilgiyi sunan kişi olmak, sürekli gözlem yapmak, soru sorup problem durumları oluşturmak, çevreyi düzenlemek, aile ve toplumla iş birliğini yöneten bir halkla ilişkiler müdürü gibi çalışmak, çocukların öğrenme süreçlerini belgelemek ve olumlu bir sınıf kültürü yaratmaktır. Bu rollerin bütünü, çocukların fene karşı kalıcı ve olumlu tutumlar geliştirmesini sağlar.
Bireyin fen eğitimi doğumuyla birlikte aile ortamında başlar ve yaşam boyu devam eder. Çocuklar dünyayı duyuları aracılığıyla keşfetmeye başladıkları andan itibaren ilk fen deneyimlerini yaşarlar. Bu bağlamda anne ve babalar, çocukların ilk ve en etkili öğretmenleridir. Güçlü bir aile ilgisi, çocukların öğrenme çevresini genişletir ve akademik başarılarını doğrudan etkiler. Araştırmalar, lise döneminde fen ve matematik derslerinde başarılı olan çocukların ailelerinin, erken çocukluk döneminde fene karşı yüksek ilgi gösterdiğini ortaya koymaktadır.
Pek çok aile, çocuklarıyla yapabilecekleri basit günlük etkinliklerin onların fene yönelik tutumlarını ne derece olumlu etkileyeceğinin farkında değildir. Bahçede bitki yetiştirmek, karıncaları gözlemlemek, birlikte yemek pişirirken fiziksel ve kimyasal değişimleri fark etmek, hava durumu hakkında sohbet etmek ve doğa gezilerinde toplanan taş veya deniz kabuklarını sınıflandırmak gibi etkinlikler çocukların bilimsel düşünme becerilerini geliştirir. Öğretmenlerin bu noktada aileleri bilgilendirmesi ve onları sürece dahil etmesi gerekmektedir.
Fen eğitimi sadece okul ve aile duvarları arasında sınırlı kalmamalı, toplumsal kaynaklarla da desteklenmelidir. Çeşitli meslek gruplarından uzmanların sınıfa davet edilerek sunumlar yapması, çocukların araştırma tabanlı deneyimler kazanmasını sağlar. Ayrıca müzeler, doğa bilim merkezleri, hayvanat bahçeleri, kütüphaneler ve üniversiteler gibi okul dışı fen merkezleri, çocuklara informal öğrenme ortamları sunarak fene karşı duyulan ilgiyi eğlenceli ve kalıcı hale getirir.