Es un lugar común que el pensamiento crítico es una parte importante en la enseñanza y aprendizaje de las materias STEM (ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas). Sin embargo, la investigación sobre pensamiento crítico ha dedicado más atención a los programas de enseñanza que a la igualmente necesaria tarea de evaluar los efectos de esos programas, de modo que los estudios empíricos de evaluación constituyen la excepción más que la regla en este tema. Este estudio presenta la validación piloto de dos pruebas de evaluación de destrezas de pensamiento crítico con dos grupos naturales de estudiantes de primaria y secundaria, que participan en un programa de aprendizaje basado en pensamiento. Las pruebas se diseñan adaptadas a las destrezas enseñadas y la edad de los estudiantes, combinando cuestiones de instrumentos publicados y cuestiones figurativas de nuevo diseño, independientes de la cultura y de los conocimientos escolares. Los resultados muestran una relación positiva entre las puntuaciones de las pruebas y los criterios de validación independientes y externos (calificaciones escolares y notas del programa de pensamiento de los estudiantes). Se aporta una correlación excepcionalmente alta en una de las prueba y valores aceptables de la fiabilidad de las escalas; además, las nuevas cuestiones figurativas presentan mejor fiabilidad y validez que las verbales. Finalmente, se discuten las aportaciones de este estudio piloto, la toma de decisiones futuras para mejorar los instrumentos presentados y el desarrollo del diseño de instrumentos libres de cultura a medida, iniciados en este estudio.