هدف البحث تقصي  فاعلية  نموذج مکارثي (MAT4) لتدريس العلوم في تنمية التفکير الاستدلالي والتحصيل الدراسي لدى طالبات المرحلة المتوسطة بمدينة مکة المکرمة، ولتحقيق أهداف البحث تم إعداد مقياس التفکير الاستدلالي واختبار تحصيلي ، کما تم إعداد دليل للمعلمة وکراسة نشاط للطالبة، واستخدم المنهج التجريبي ذا التصميم شبه التجريبي القائم على المجموعتين المستقلتين التجريبية والضابطة ، حيث طبق البحث على عينة عشوائية (59) طالبة من طالبات الصف الثالث بالمرحلة المتوسطة، وأظهرت نتائج البحث وجود فروق ذات دلالة إحصائية عند مستوى≤  0,05 بين متوسطي درجات المجموعتين التجريبية والضابطة في التطبيق البعدي لمقياس التفکير الاستدلالي والاختبار التحصيلي لصالح التطبيق البعدي، وأن النموذج  له قوة تأثير في تنمية التفکير الاستدلالي والتحصيل الدراسي لدى الطالبات، وخرج البحث بعدد من التوصيات أهمها ضرورة الاهتمام باستخدام نموذج مکارثي في التدريس، وتنمية مهارات التفکير الاستدلالي لدى الطلبة حيث أنها تساعدهم في حل ما يواجههم من مشکلات في حياتهم اليومية.