Bu çalışmanın amacı, probleme dayalı öğrenme (PDÖ) uygulamalarının ilkokul 4. sınıf öğrencilerinin eleştirel düşünme eğilimlerine ve sosyal bilgiler dersine yönelik tutumlarına etkisini incelemek ve bu uygulamalara yönelik öğrenci görüşlerini belirlemektir. 2022-2023 eğitim-öğretim yılında, Ege Bölgesi’nin küçük bir ilindeki resmi bir ilkokulda öğrenim gören 4. sınıf düzeyindeki 62 öğrenci; bu araştırmanın çalışma grubunu oluşturmuştur. Bu bağlamda 32 öğrenci deney grubunda ve 30 öğrenci ise kontrol grubunda yer almıştır. Araştırma nicel ve nitel yöntemlerin bir arada kullanıldığı karma yöntem ile tasarlanmıştır. Araştırmanın verileri UF/EMI Eleştirel Düşünme Eğilimi Ölçeği, Sosyal Bilgiler Dersine Yönelik Tutum Ölçeği ve öğrenci mektupları ile toplanmıştır. Toplanan nicel verilerin analizinde t-testi ve nitel verilerin analizinde ise içerik analizi tekniği kullanılmıştır. Çalışmanın nicel bulguları doğrultusunda PDÖ uygulamalarının, ders kitabına dayalı öğretime kıyasla, öğrencilerin eleştirel düşünme eğilimleri ile sosyal bilgiler dersine yönelik tutumlarını anlamlı şekilde artırdığı saptanmıştır. Araştırmanın nitel bulguları doğrultusunda ise deney grubu öğrencilerinin PDÖ uygulamalarına ilişkin “güzel ve eğlenceli olması”, “uygulamaların devamlılığının istenmesi” ve “iş birliği yapılması” gibi olumlu; “grup üyeleriyle anlaşmazlık yaşama” ve “sonlara doğru sıkılma” gibi olumsuz görüşler bildirdikleri görülmüştür. Aynı zamanda araştırmanın sınırlılıkları doğrultusunda PDÖ’nün farklı sınıf düzeylerinde gerçekleştirilmesi ve sosyal bilgiler dersinin diğer öğrenme alanlarına entegre edilmesi gibi önerilere yer verilmiştir.