Penelitian ini bertujuan untuk: (1) mendeskripsikan kebutuhan mahasiswa terhadap Science Kit berbasis STEAM untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis mahasiswa PGSD dalam pembelajaran IPA materi gaya, gerak, dan energi; (2) mengembangkan Science Kit berbasis STEAM untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis mahasiswa PGSD pada pembelajaran IPA materi gaya, gerak, dan energi yang layak; (3) membuktikan keefektifan Science Kit berbasis STEAM untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis mahasiswa PGSD pada pembelajaran IPA materi gaya, gerak, dan energi.

Jenis penelitian ini adalah penelitian pengembangan (Research and Development) yang terdiri atas tahap studi pendahuluan, tahap pengembangan, dan tahap pengujian produk. Subjek penelitian ini adalah mahasiswa PGSD semester 3 dari Universitas Tribhuwana Tungga Dewi, Universitas Islam Malang, Universitas PGRI Kanjuruhan Malang, Universitas Islam Raden Rahmat Malang, dan Universitas Negeri Malang. Teknik pengumpulan data menggunakan tes, angket, wawancara, obserbasi, dan dokumentasi. Validitas instrumen tes menggunakan validitas isi dan validitas konstruk. Validitas isi menggunakan metode aiken’s dengan 8 ahli dan validitas konstruk menggunakan model Rasch. Data yang terkumpul dianalisis secara kualitatif dan kuantitatif. Analisis kualitatif menggunakan model interaktif Miles dan Huberman. Analisis data pada tahap pengujian produk dilakukan secara kuantitatif menggunakan Independent Sample t-test dan uji N-Gain Score.

Hasil penelitian adalah sebagai berikut: (1) pada tahap studi pendahuluan diketahui spesifikasi media pembelajaran yang dibutuhkan mahasiswa. Kebutuhan ini mengarah pada karakteristik pendekatan STEAM (Science, Technology, Engineering, Art and Mathematics); (2) pada tahap pengembangan, penyusunan produk mengacu pada indikator kurikulum PGSD, aspek media, aspek materi, pembelajaran, dan peningkatan kemampuan berpikir kritis. Pada tahap ini diperoleh media yang layak digunakan sesuai dengan pandangan ahli dan pengguna; (3) Uji efektivitas produk menunjukkan perbedaan N-Gain skor yang signifikan antara kelas kontrol dan eksperimen pada kedua Universitas. Sehingga Science Kit berbasis STEAM yang dikembangkan mampu meningkatkan kemampuan berpikir kritis mahasiswa PGSD pada pembelajaran IPA.