Artikel ini membentangkan kajian lepas tentang pengajaran dan pembelajaran berkesan  abad ke-21 dalam Kemahiran Berfikir Aras Tinggi (KBAT) untuk pelajar sains. Artikal ini juga cuba meneroka  faktor-faktor pengajaran dan pembelajaran yang berkesan dalam bidang sains. Tugas penting bagi seorang guru kebelakangan ini  adalah untuk melahirkan pelajar cemerlang dan   meningkatkan kualiti tenaga kerja perguruan. Walau bagaimanapun, melatih dan mengekalkan guru berkualiti telah menjadi satu cabaran bagi beberapa buah negara. Pengajaran Kemahiran Berfikir Aras Tinggi  (KBAT) mempunyai cabaran sendiri  yang perlu diberi keutamaan. Pada abad ke-21, satu aspek kritikal dalam membincangkan pengajaran dan pembelajaran  yang berkesan   adalah menentukan keberkesanan guru dalam membangunkan keupayaan pelajar untuk berfikir sambil memastikan penguasaan isi kandungan yang sama. Perkara utama yang memenuhi aspirasi negara dalam pendidikan ialah   menyemai KBAT bagi menghasilkan pengajaran yang berkesan khususnya bagi pelajar sains. Terdapat sekurang-kurangnya 30 artikel telah dikaji. Artikel-artikel dan jurnal yang berkaitan dengan faktor-faktor keberkesanan pengajaran dan pembelajaran sains abad ke-21 dalam Kemahiran Berfikir Aras Tinggi telah didownloadkan dengan mengambil kira had tahun dari tahun 2001 hingga 2015. Artikel-artikel ini kemudian dianalisis dan disusun mengikut takrif  KBAT   dan keberkesanan pengajaran dan pembelajaran abad ke-21. Berdasarkan kajian yang telah di jalankan di dalam atau di luar negara didapati , enam domain utama yang memberi kesan kepada pengajaran dan pembelajaran sains abad ke-21 dalam menerapkan Kemahiran Berfikir Aras Tinggi (KBAT) dapat dikenal pasti iaitu: kualiti guru, kurikulum, sistem penilaian, ciri pelajar, persekitaran pembelajaran yang konduksif dan  kaedah pengajaran guru. Kajian ini juga membincangkan bagaimana domain-domain ini menyumbang kepada pengajaran dan pembelajaran sains yang berkesan   secara terperinci.

Keywords – Kemahiran Berfikir Aras Tinggi, abad ke 21, domain, pengajaran berkesan, konduksif