استهدف البحث تعرف فاعلية برنامج لتدريس وحدة المادة بمادة العلوم قائم على أنموذج تسريع النمو المعرفي في تنمية الفهم العميق ومهارات التفكير الاستدلالي لدى تلاميذ الصف السادس الابتدائي بإدارة تعليم صبيا؛ ولتحقيق أهداف البحث تم استخدام المنهج التجريبي، حيث تكونت عينة البحث من (64) تلميذ وتلميذة تم اختيارهم بطريقة عشوائية عنقودية من مجتمع البحث المتمثل في جميع المدارس الابتدائية بمكتب تعليم العيدابي التابع لإدارة تعليم صبيا البالغ عددها إجمالا (15) مدرسة، كما تم توزيعهم عشوائيا على مجموعتين إحداهما ضابطة من مدرسة الإمام البخاري وعددها (32) فردا، والثانية تجريبية من مدرسة العيدابي وعدد طلابها (32) فردا؛ فيما تمثلت أداتي البحث في اختباري الفهم العميق، والتفكير الاستدلالي، وقد توصل البحث إلى وجود فروق ذات دلالة إحصائية عند مستوى (0.05) بين متوسطات درجات المجموعة التجريبية والمجموعة الضابطة في التطبيق البعدي لاختباري الفهم العميق، ومهارات التفكير الاستدلالي ككل، ولكل بعد ومهارة على حدة لصالح طلاب المجموعة التجريبية؛ حيث بلغ حجم الأثر للبرنامج التدريسي مربع ايتا (h²) في تنمية الفهم العميق (0.26)، بينما بلغ (0.36) في تنمية مهارات التفكير الاستدلالي، وفي ضوء هذه النتائج يوصى بضرورة عقد دورات تدريبية لمعلمي العلوم بمراحل التعليم العام بالمملكة العربية السعودية لتدريبهم على توظيف مراحل وخطوات نموذج تسريع النمو المعرفي في تدريس العلوم.