هدف البحث الحالي إلى تعرف فعالية تدريس العلوم باستخدام نموذج دورة التعلم فوق المعرفية في اکتساب المفاهيم العلمية، وتنمية مهارات التفکير الناقد لدى طالبات المرحلة المتوسطة بالمملکة العربية السعودية، ولتحقيق الهدف اعتمد البحث المنهج الوصفي والمنهج شبه التجريبي، وتم اختيار التصميم التجريبي للمجموعتين التجريبية والضابطة ذات الاختبار القبلي- البعدي، وقد أعدت الباحثة اختبارا للمفاهيم العلمية وآخر في مهارات التفکير الناقد تم تطبيقهما قبليا على عينة عشوائية بلغ قوامها (86) طالبة من طالبات الصف الثالث المتوسط بمدرستي متوسطة الزلال بتندحة، والمتوسطة الثانية والعشرين بخميس مشيط، التابعتين لإدارة التربية والتعليم بخميس مشيط، حيث مثل فصلين من فصول متوسطة الزلال المجموعة التجريبية التي بلغ عددها (43) طالبة، درسن وحدة "الحرکة والقوة" باستخدام دورة التعلم فوق المعرفية، ومثل فصلين من فصول المتوسطة الثانية والعشرين المجموعة الضابطة التي بلغ عددها (43) طالبة درسن الوحدة ذاتها بالطريقة المعتادة، وفي نهاية التجربة تم تطبيق کل من الاختبارين بعدياً على المجموعتين؛ وذلک خلال الفصل الدراسي الثاني للعام الدراسي 1434-1435هـ. وقد أشارت النتائج إلى وجود فروق دالة إحصائيا عند مستوى دلالة أعلى من (0,05)، بين متوسطات درجات طالبات المجموعتين التجريبية والضابطة في التطبيق البعدي لاختبار المفاهيم العلمية واختبار مهارات التفکير الناقد في العلوم لصالح المجموعة التجريبية، وبذلک تم قبول فرضي البحث، والتوصل إلى فعالية تدريس العلوم باستخدام نموذج دورة التعلم فوق المعرفية في اکتساب المفاهيم العلمية، وتنمية مهارات التفکير الناقد لدى طالبات المرحلة المتوسطة، وفي ضوء تلک النتائج تم تقديم بعض التوصيات والمقترحات.