هدفت الدراسة إلى معرفة أثر مدخل STEM في تنمية مهارات التفکير الرياضي لدى تلاميذ الصف الخامس الابتدائي بمحافظة المخواة، واتبعت الدراسة المنهج التجريبي بالتصميم شبه التجريبي، وقد کان مجتمع الدراسة الأصلي تلاميذ الصف الخامس الابتدائي بمحافظة المخواة والبالغ عددهم (1012) تلميذاً، وبلغت عينة الدراسة 42 تلميذاً من تلاميذ الصف الخامس الابتدائي حيث تم اختيارها قصدياً، وقُسمت إلى مجموعتين متساويتين إحداهما تجريبية وعددها (21) تلميذاً، والأخرى المجموعة الضابطة وعددها (21) تلميذاً، وتم إعداد دليل للمعلم وکتاب للطالب وفقاً لمدخل STEM؛ في وحدة القياس من کتاب الرياضيات للفصل الدراسي الأول للصف الخامس الابتدائي،  وتمثلت أداة الدراسة في اختبار مهارات التفکير الرياضي، وتمت معالجة البيانات لهذا الاختبار إحصائياً باستخدام اختبار (ت) وتوصلت الدراسة إلى وجود فروق ذات دلالة احصائية عند مستوى دلالة (0.01≥α) بين متوسطي درجات القياس البعدي للمجموعتين الضابطة والتجريبية في مهارات التفکير الرياضي (الاستقراء، الاستنتاج، التعبير بالرموز، حل المسائل الرياضية اللفظية، ومهارات التفکير الرياضي ککل )حيث بلغت قيمة (ت) على التوالي( 7.608 ، 6.932 ، 9.069 ،  12.846 ، 14.608) وبحجم أثر مرتفع لکل مهارة وللتفکير الرياضي ککل بلغ على التوالي (0.59 ، 0.54 ،  0.66 ، 0.88 ، 0.84)، وفي ضوء نتائج الدراسة أوصى الباحث بعدد من التوصيات من أهمها: تفعيل استخدام مدخل   STEM في البيئة الصفية لتعليم وتعلم الرياضيات في المرحلة الابتدائية، وتوفير البنية الأساسية اللازمة للتعليم وفق هذا المدخل.