Bu çalışmanın amacı Argümantasyon Tabanlı Bilim Öğrenme Yaklaşımının (ATBÖ) uygulandığı fen bilimleri sınıflarında mevsimlik tarım işçisi konumundaki çifte dezavantajlı öğrencilerin ünite tabanlı fen başarılarına ve üst bilişsel becerilerinin gelişmesi üzerine etkisini araştırmaktır. Yarı deneysel desen ve karma araştırma yönteminin kullanıldığı bu araştırmada amaçsal ve uygun örnekleme yöntemiyle seçilen Şanlıurfa ilinin Siverek ilçesinde kırsal kesimde dezavantajlı öğrencilerin bulunduğu bir ilköğretim okulunda aynı öğretmenle öğrenim gören üç farklı 6. sınıf öğrencileri ile 2010-2011 eğitim öğretim yılının bahar döneminde gerçekleştirilmiştir. Rastgele olarak bu sınıflardan biri karşılaştırma ikisi uygulama grubu olarak belirlenmiştir. Karşılaştırma grubu öğrencileri derslerini öğretmenin her zamanki pedagojisine uygun olarak işlerken, uygulama grubu öğrencileri ise araştırma sorgulama temelli aktivitelerle ilgilenerek süreç sonunda konuyu bir alt sınıftaki öğrencilere anlatan bir mektup yazmışlardır. Çalışma "Madde ve Isı" ünitesinde uygulanmıştır. Çalışmada ölçme aracı olarak çalışmanın başında ve sonunda uygulanan ünite tabanlı fen başarı testi ve öğrencilerin yazmış oldukları mektuplar kullanılmıştır. Araştırmanın nicel verilerinin analizinde Mann Withney U testi, nitel verilerinin analizinde One Way Anova kullanılmıştır. Araştırma sonuçları ATBÖ yaklaşımının dezavantajlı öğrencilerin ünite tabanlı fen başarılarının ve yazılı argümanlara dayalı üst bilişsel becerilerinin karşılaştırma grubu öğrencilerine kıyasla istatistiksel anlamlı düzeyde artmasını sağladığını göstermiştir.