Penelitian ini bertujuan untuk: 1) mendeskripsikan kondisi pembelajaran Konsep Dasar IPA SD di Program studi PGSD Universitas Nusa Cendana, 2) menguji kelayakan prototipe bahan ajar konsep sains dengan pendekatan case based learning pada mata kuliah Konsep Dasar IPA SD di Program Studi PGSD Universitas Nusa Cendana, 3) menguji kepraktisan bahan ajar konsep sains dengan pendekatan case based learning digunakan pada mata kuliah Konsep Dasar IPA SD di Program Studi PGSD Universitas Nusa Cendana, dan 4) menguji Keefektifan bahan ajar konsep sains dengan pendekatan case based learning untuk meningkatkan berpikir kritis mahasiswa PGSD Universitas Nusa Cendana.Penelitian pengembangan bahan ajar ini menggunakan model Borg and Gall yang terdiri dari 10 langkah yaitu 1) Research and information collecting, 2) Planning, 3) Develop preliminary form of product, 4) Preliminary field testing, 5) Main product revision, 6) Main field testing, 7) Operational product revision, 8) Operational field testing, 9) Final product revision, 10) Disemination and impelementation. Analisis data yang digunakan selama pengembangan adalah analisis deskriptif, analisis kelayakan bahan ajar konsep sains dengan pendekatan case based learning berdasarkan skor kriteria, dan analisis tes berpikir kritis melalui uji t dan Ngain. Simpulan  penelitian menyatakan bahwa: 1) kondisi pembelajaran Konsep Dasar IPA SD memerlukan pengembangan  bahan ajar yang lengkap dan dapat memfasilitasi mahasiswa belajar secara mandiri, berbasis kasus dan mampu meningkatkan berpikir kritis. 2) Bahan ajar konsep sains dengan pendekatan case based learning layak digunakan untuk matakuliah konsep dasar IPA SD dengan persentase validasi dengan kategori sangat baik yaitu ahli bahasa 82,7%, ahli materi 84,2%, ahli desain 84,0%, praktisi 86,4%. 3) Bahan ajar konsep sains dengan pendekatan case based learning praktis menurut respons mahasiswa 91,6% kategori sangat baik dan respon dosen 88,6% kategori sangat baik. 4) Bahan ajar konsep sains dengan pendekatan case based learning efektif untuk meningkatkan berpikir kritis mahasiswa dengan nilai signifikansi 0,000 < 0>