Penelitian ini bertujuan untuk: 1) menjelaskan karakteristik model Problem-Based Contextual Learning (PBCL) bermuatan Etnosains untuk meningkatkan literasi sains dan keterampilan berpikir kreatif siswa; 2) menguji kevalidan model Problem-Based Contextual Learning (PBCL) bermuatan Etnosains dalam pembelajaran IPA, instrumen literasi sains dan keterampilan berpikir kreatif; 3) menguji tingkat kepraktisan model Problem-Based Contextual Learning (PBCL) bermuatan Etnosains dalam pembelajaran Ilmu Pengetahuan Alam; dan 4) menguji efektivitas model Problem-Based Contextual Learning (PBCL) bermuatan Etnosains untuk meningkatkan literasi sains dan keterampilan berpikir kreatif. Penelitian ini merupakan penelitian pengembangan yang mengacu pada prosedur Borg dan Gall dengan sepuluh tahap. Teknik pengumpulan data meliputi observasi, dokumentasi, kuesioner, dan tes. Analisis data dilakukan secara kualitatif dan kuantitatif, meliputi uji validitas isi menggunakan Lawshe dan Aiken’s V, serta uji validitas konstruk instrumen literasi sains dan berpikir kreatif melalui Second Order Confirmatory Factor Analysis (SOCFA) terhadap 127 siswa SMP. Keterlaksanaan, kepraktisan, dan kelayakan model dianalisis melalui analisis deskriptif kualitatif, reliabilitas Cohen’s kappa, dan uji paired-sample t-test. Keefektifan model diuji menggunakan MANOVA dan perhitungan effect size. Hasil penelitian menunjukkan bahwa: 1) hasil desain model PBCL-Etnosains memiliki lima sintaks yaitu mendefinisikan masalah, menganalisis masalah, mengeksplorasi masalah, menyatukan dan membagikan konsep, dan mengevaluasi ; 2) model ini dinyatakan valid berdasarkan validasi isi, konstruk, reliabel dalam implementasi; 3) uji kepraktisan menunjukkan keterlaksanaan model dan sintaks dalam kategori “sangat baik”, respon pendidik dan siswa pada kategori “sangat baik” dan model pada kegori layak (p<0,05); 4) hasil uji efektivitas menunjukkan model PBCL-Etnosains berpengaruh signifikan (p<0,05) dalam meningkatkan literasi sains dan keterampilan berpikir kreatif. Nilai effect size model PBCL-Etnosains menunjukkan pengaruh sedang-tinggi pada literasi sains dan pengaruh sangat kuat pada keterampilan berpikir kreatif siswa. Dengan demikian, Model PBCL-Etnosains dapat dinyatakan sebagai model pembelajaran yang efektif dalam meningkatkan kompetensi sains abad ke-21.