Penelitian ini dilatarbelakangi oleh rendahnya sikap peduli budaya dan kemampuan berpikir kritis pada siswa SMP di kota Surakarta. Penelitian ini bertujuan untuk menggali makna simbolik di balik struktur visual gunungan wayang kulit purwa, mendiskripsikan karakteristik, menganalisis kepraktisan dan kevalidan serta menganalisis keefektifan buku ajar IPA materi ekologi dan keanekaragaman hayati untuk memberdayakan kemampuan berpikir kritis dan meningkatkan sikap peduli budaya jawa siswa kelas VII sekolah menengah pertama. 

Metode pengembangan buku ajar IPA tema gunungan wayang kulit purwa menggunakan metode penelitian yaitu Research & Development (R&D) dengan model pengembangan berbasis ADDIE. Penelitian dilakukan di SMPN 4 Surakarta, SMPN 8 Surakarta dan SMP Islam Al Abidin Surakarta dengan melibatkan 113 peserta didik kelas VII. Metode pengambilan data menggunakan wawancara, observasi, angket, dan preetest-posttest. Teknik analisis data menggunakan analisis spiral, uji hipotesesis dengan independent sampel t test dan Mann-Whitney test

Hasil penelitian disimpulkan bahwa terdapat makna gunungan wayang kulit purwa dapat di integrasikan dalam konten pembelajaran IPA. Karakteristik buku ajar IPA yang dikembangkan diantaranya adalah adanya konten-konten berbasis budaya seperti, keterkaitan sains dan budaya, ekologi dan keanekaragaman hayati dalam gunungan wayang kulit purwa, upaya konservasi dalam budaya jawa serta aktivitas kelompok berbasis budaya jawa dan lingkungan sekitar. Kepraktisan dan validitas buku berdasarkan validasi ahli media, materi, Bahasa dan pengguna dalam kategori valid. Buku ajar efektif dalam memberdayakan berpikir kritis peserta didik dengan kategori sedang dan dapat memberdayakan sikap peduli budaya jawa peserta didik dengan kategori sedang.