هدفت هذه الدراسة إلى الکشف عن فاعلية إستراتيجية المجموعات التعاونية الصغيرة المعتمدة على التعلم المستند إلى الدماغ في تنمية التفکير التحليلي والتفکير الشمولي في تدريس مقرر التوحيد بالمرحلة المتوسطة في المملکة العربية السعودية. واستخدم الباحث المنهج الوصفي وشبه التجريبي وکانت العينة مکونة من 70 طالب من طلاب الصف الأول متوسط في المملکة العربية السعودية، وقد تم تقسيمهم إلى مجموعة تجريبية وأخرى ضابطة. واستخدم الباحث بعض الأدوات التي تمثلت في البرنامج القائم على إستراتيجية المجموعات التعاونية الصغيرة اعتمادا على محتوى مقرر التوحيد للصف الأول متوسط ومعتمدا على نظرية التعلم المستند إلى الدماغ وکذلک مقياس التفکير التحليلي والتفکير الشمولي (القبلي والبعدي). وأوضحت نتائج الدراسة وجود فروق ذات دلالة إحصائية في مستوى التفکير الشمولي والتحليلي في مادة التوحيد بين المجموعتين التجريبية والضابطة لصالح أفراد المجموعة التجريبية، حيث أثبتت النتائج تفوق طلاب المجموعة التجريبية على أقرانهم في المجموعة الضابطة في متوسط درجات مقياس التفکير الشمولي البعدي والتفکير التحليلي البعدي تفوقاً دالاً إحصائياً عند مستوى دلالة (0.05).