Penelitian ini bertujuan untuk: (1) mengetahui modul matematika dengan pendekatan Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM) yang valid untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa di SMP; (2) mengetahui modul matematika dengan pendekatan STEM yang praktis untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa di SMP; (3) mengetahui keefektifan modul matematika dengan pendekatan STEM untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa.
Penelitian ini merupakan penelitian pengembangan yang terdapat empat tahap: (1) studi pendahuluan, (2) pengembangan produk, (3) pengujian keampuhan produk, (4) diseminasi dan implementasi produk. Uji coba skala terbatas dilakukan di kelas VII H SMP Negeri 1 Puring, Uji coba skala Luas dilakukan di kelas VII F dan VII G SMP Negeri 1 Puring. Sementara itu uji keampuhan produk dilakukan pada siswa kelas VII di SMP Neger 1 Klirong, SMP Negeri 2 Puring dan SMP PGRI 1 Klirong. Efektifitas produk dilihat dari hasil tes antara kelas ekserimen dengan kelas kontrol. Analisis data yang digunakan selama pengembangan adalah analisis kelayakan modul berdasarkan skor kriteria dan analisis tes kemampuan berpikir kritis siswa melalui t-test.
Hasil penelitian disimpulkan bahwa; (1) modul pembelajaran matematika dengan pendekatan STEM yang dikembangkan termasuk dalam kategori sangat baik ditinjau dari kelayakan isi, kelayakan penyajian, kelayakan bahasa, kesesuaian pendekatan STEM, dan kegrafikan, (2) Penilaian dari siswa dan guru untuk melihat kepraktisan terhadap modul pembelajaran matematika dengan pendekatan STEM pada materi segi empat bagi siswa kelas VII SMP termasuk dalam kategori baik dengan skor rata-rata 79.39%. (3) Uji efektivitas modul pembelajaran matematika dengan pendekatan STEM pada materi segi empat bagi siswa kelas VII SMP dilakukan pada skala luas dan uji keampuhan produk dengan membandingkan antara kelas eksperimen dengan kelas kontrol. Hasil uji efektifitas pada skala luas menunjukkan t hitung = 6.167 lebih besar dari t tabel = 1.960. Uji efektifitas pada tahap keampuhan produk menunjukkan t hitung = 5.971 lebih besar dari t tabel = 1.960. Terdapat perbedaan kemampuan berpikir kritis siswa antara kelas yang diajarkan menggunakan modul pembelajaran matematika dengan pendekatan STEM dengan kelas yang diajarkan tanpa menggunakan modul dengan pendekatan STEM

Kata kunci: pengembangan, modul, STEM, kemampuan berpikir kritis