Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan model pembelajaran Science Technology Ecocultural Society (STEcS) yang sesuai dengan pembelajaran abad ke-21, mendeskripsikan karakteristik model, kelayakan model, kepraktisan model, dan keefektifan model untuk meningkatkan Eco Critical Thinking Skills pada mahasiswa pendidikan guru sekolah dasar.
Penelitian pengembangan model STEcS menggunakan metode Research and Development (R&D) menurut 10 tahapan Borg & Gall. Tahapan penelitian pengembangan model STEcS dikelompokkan dalam 4 tahapan utama yaitu 1) pendahuluan, 2) pengembangan model, 3) pengujian model, 4) diseminasi dan implementasi. Analisis pengembangan model dengan menggunakan analisis deskriptif, analisis Rasch model, analisis konstruk dengan CFA dan effect size serta uji signifikan.
Hasil penelitian disimpulkan bahwa 1) model STEcS mempunyai karakteristik pembentukan konsep yang kuat dari hasil pengalaman belajar melalui 5 sintak yang terdiri dari: orientasi, organisasi dan investigasi, aplikasi, pemantapan konsep, dan evaluasi. Model STEcS menekankan pengetahuan yang dapat diaplikasikan pada masyarakat sesuai dengan budaya yang ada di masyarakat. Pembelajaran dengan model STEcS melibatkan mahasiswa secara aktif, kolaboratif, dan menyenangkan untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis tentang lingkungan (Eco Critical Thinking Skills), 2) model STEcS yang telah dikembangkan termasuk dalam kategori sangat layak dan praktis pada materi pencemaran dan pengelolaan sampah, 3)  model STEcS yang telah dikembangkan pada materi pencemaran lingkungan dan pengelolaan sampah, merupakan model yang efektif untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis tentang lingkungan (Eco Critical Thinking Skills) berdasarkan hasil analisis taraf sig 0.00 (<0>0,8) dan hasil person ability yang tergolong kategori tinggi dengan rata-rata person ability melebihi rata-rata item pada skala logit, 4) Model STEcS merupakan model yang layak, praktis dan efektif pada materi pencemaran dan pengelolaan sampah bagi mahasiswa Pendidikan Guru Sekolah Dasar.

Kata kunci: model STEcS, keterampilan berpikir kritis tentang lingkungan (Eco critical thinking skills), pencemaran dan pengelolaan sampah.