Keterampilan berpikir kritis peserta didik sekolah dasar masih tergolong rendah karena pembelajaran masih berpusat pada guru dan belum tersedianya bahan ajar yang mengintegrasikan STEM dengan Socio-Scientific Issue (SSI). Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan menghasilkan modul ekosistem berorientasi Problem Based Learning (PBL) berbasis STEM terintegrasi SSI yang valid, praktis, dan efektif untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis peserta didik sekolah dasar. Penelitian pengembangan ini menggunakan model 4D (Define, Design, Develop, Disseminate), dengan data yang dikumpulkan melalui lembar validasi ahli, lembar observasi keterlaksanaan pembelajaran, angket keterbacaan, serta tes berpikir kritis berupa pretest dan posttest. Uji coba dilakukan terhadap 5 peserta didik pada tahap uji coba terbatas, serta 16 peserta didik kelas eksperimen dan 17 peserta didik kelas kontrol pada kelas V SD Negeri Pengambangan 3 Banjarmasin.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa: (1) Modul ekosistem termasuk valid karena hasil validasi aspek kelayakan isi, kebahasaan, penyajian, kegrafisan, RPP, materi ajar, LKPD, dan tes berpikir kritis memenuhi kategori valid; (2) Modul ekosistem termasuk praktis, karena keterbacaan isi modul dan keterlaksanaan pembelajarannya berkategori baik, serta respons peserta didik berkategori sangat baik; (3) Modul ekosistem termasuk efektif karena ada peningkatan keterampilan berpikir kritis peserta didik secara signifikan dalam kategori sedang. Selain itu, ada perbedaan keterampilan berpikir kritis yang signifikan antara kelas eksperimen dan kelas kontrol. Dengan demikian, modul ekosistem berorientasi PBL berbasis STEM terintegrasi SSI adalah layak digunakan untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis peserta didik di sekolah dasar.

Kata Kunci: Modul Ekosistem, Problem Based Learning, STEM, Socio-Scientific Issue, Keterampilan Berpikir Kritis.