Bu araştırmanın amacı, 9. sınıf biyoloji dersinde ters yüz öğrenme (TYÖ) modeli uygulamalarının öğrencilerin akademik başarılarına ve 21.yüzyıl becerilerine etkisinin araştırılmasıdır. Araştırmada ön test – son test kontrol gruplu yarı deneysel desen kullanılmıştır. Çalışma grubunu 20 kontrol ve 29 deney olmak üzere 49 9. sınıf öğrencisi oluşturmaktadır. Araştırma kapsamında yapılan uygulamalar “Canlıların Sınıflandırılması” ve “Bakteriler Âlemi” konularında gerçekleştirilmiştir. Bu konular deney grubu öğrencileri ile TYÖ modeli ile işlenirken, kontrol grubu öğrencileriyle okullarda yürütülen mevcut program dâhilinde işlenmiştir. Araştırmada veri toplama araçları olarak Akademik Başarı Testi ve Çevik ve Şentürk (2019) tarafından geliştirilen “Çok Boyutlu 21. Yüzyıl Becerileri Ölçeği” kullanılmıştır. Araştırma sonuçlarına göre deney ve kontrol grubu öğrencilerinin akademik başarı puanlarında deney grubu öğrencilerinin lehine anlamlı farklılık görülmüştür. Gruplar arasında 21. yüzyıl becerilerinden “Kariyer Bilinci” ve “Eleştirel Düşünme ve Problem Çözme” becerileri açısından anlamlı bir farklılık görülmemiş; “Sosyal Sorumluluk ve Liderlik” , “Bilgi ve Teknoloji Okuryazarlığı” ve “ Girişimcilik ve İnovasyon” becerileri açısından ise deney grubunun lehine anlamlı farklılık görülmüştür.