OTA učna metodologija, ki je osnova za OTA aktivnosti, temelji na dveh temeljnih načelih: Modelu treh faz in pristopu STEAM. Metodologija se osredotoča na pomen znanosti v družbi, spodbuja umetnost kot orodje pri poučevanju naravoslovja in naravoslovnih predmetov ter spodbuja pristop, ki izhaja iz učenca, in aktivnosti s spodbujanjem praktičnega udejstvovanja.
Cilj OTA učne metodologije je učencem zagotoviti pozitivno učno izkušnjo, povečati njihovo notranje zanimanje za naravoslovje in okrepiti razumevanje, da je naravoslovje del resničnega življenja.