Bu çalışmanın amacı ilkokul 4. Sınıf Fen Bilimleri dersinde “Maddeyi Tanıyalım” ünitesinde, araştırmaya dayalı öğrenme yaklaşımına göre geliştirilen etkinliklerin, öğrencilerin eleştirel düşünme becerileri, Fen Bilimleri dersine yönelik tutumları ve öz yeterlikleri üzerine etkisini tespit etmektir. Araştırmanın çalışma grubunu, 2017-2018 öğretim yılının güz döneminde, bir ilkokulda öğrenimine devam eden, bir dördüncü sınıf şubesi deney (n=19) ve bir dördüncü sınıf şubesi kontrol (n=18) grubu seçilerek, toplam 37 öğrenciden oluşmaktadır. Bu çalışmada nicel araştırma yöntemlerinden deneysel yöntem kullanılmıştır. Araştırmanın, ön test–son test kontrol gruplu deneysel desen kullanılmıştır. Veri toplama araçları olarak, Demir (2006) tarafından hazırlanan Eleştirel düşünme becerileri ölçeği (EDBÖ) ölçeği, Akınoğlu (2001)’nun geliştirdiği Fen Bilgisi dersine yönelik tutum ölçeği ve Hızlıok (2012)’un geliştirdiği fen ve teknoloji dersine yönelik öz yeterlik ölçeği kullanılmıştır. Araştırma sonucunda, eleştirel düşünme, fen ve teknoloji dersine yönelik özyeterlilik ve tutuma ilişkin sonuçlara bakıldığında, deney grubunun öz yeterlilikleri ile kontrol grubunun öz yeterlilikleri arasında istatiksel olarak anlamlı bir fark gözlenmemiştir.