هدفت الدراسة إلى التعرف على أثر برنامج تدريبي قائم على أبعاد اختبار TIMSS (المعرفة, والتطبيق, والاستدلال) بمحتويي الهندسة والقياس في تنمية أداء معلمات الرياضيات , وتحسين تحصيل طالباتهن بالصف الرابع الابتدائي فيه بمدينة مكة المكرمة. وقد اتبعت المنهج التجريبي بتصميمه شبه التجريبي, ذو المجموعة الواحدة بقياس (قبلي-بعدي), وعليه صمّمت الباحثة أداتين للدراسة هما بطاقة الملاحظة, والتي طُبّقت على عينة من معلمات الرياضيات للصف الرابع الابتدائي بمكة المكرمة أُختيرت بالطريقة العنقودية, تكونت من (20) معلمة قُدّم لهن البرنامج التدريبي المعدّ من قِبل الباحثة والقائم على أبعاد اختبار TIMSS, واختبار تحصيلي مقتبس من نماذج أسئلة TIMSS2011 المفسوحة المتعلقة بوحدتي الهندسة والقياس, والتي طُبّقت على عينة من طالبات المعلمات عينة الدراسة, والبالغ عددهن (147) طالبة, وتوصلت نتائج الدراسة إلى وجود فروق ذات دلالة إحصائية عند مستوى دلالة (0.05) بين متوسط درجات أداء معلمات الرياضيات في التطبيق القبلي لبطاقة ملاحظة مهارات بُعد التفكير (المستويات المعرفية) لاختبار TIMSS , ومتوسط درجاتهن في التطبيق البعدي, ووجود فروق ذات دلالة إحصائية عند مستوى دلالة (0.05) بين متوسط درجات طالبات الصف الرابع الابتدائي في الاختبار القبلي لمهارات بُعد التفكير (المستويات المعرفية) في اختبار TIMSS , ومتوسط درجاتهن في الاختبار البعدي, وأظهر مؤشر كوهين حجم تأثير كبير للبرنامج التدريبي القائم على أبعاد اختبار TIMSS في تنمية أداء معلمات الرياضيات في الأبعاد المعرفية لاختبار TIMSS بوحدتي الهندسة والقياس, وفي تحسين تحصيل طالباتهن فيه. وأوصت الدراسة بعدة توصيات, منها تبنّي البرنامج التدريبي القائم على أبعاد TIMSS في برامج التدريب المخصصة لمعلّمي ومعلمات الرياضيات بالصف الرابع الابتدائي, وعقد ورش عمل, ولقاءات تدريبية لهم؛ للمساهمة في رفع تحصيل طلابهم في الاختبارات الدولية TIMSS.