Penelitian ini bertujuan untuk menguji keefektifan penggunaan model pembelajaran PJBL (Project Based Learning) berbasis STEM (Science, Technology, Engineering, Mathemathic) dan tidak berbasis STEM terhadap keterampilan berpikir kritis siswa kelas IV. Populasi gugus Gajah Mada kecamatan Sidomukti kota Salatiga, dengan sampel SD Negeri Dukuh 01 Salatiga sebagai kelompok eksperimen berjumlah 32 siswa dan SD Negeri Kecandran 01 Salatiga sebagai kelompok kontrol berjumlah 33 siswa. Penelitian ini yang menggunakan Quasi Eksperimental dengan desain penelitian Non-equivalen Control Group Desain untuk mengetahui keberhasilan pengujian perlu dilakukan Pre-test dan Post-test. Hasil penelitian dilihat dari uji independen T tes dengan signifikansi 0,038 < 0,05 menggunakan SPSS 20 for Windows yang berarti terdapat pengaruh yang signifikan sehingga H0 ditolak dan H1 diterima serta hasil rata-rata pre-test ke post-test pada kelompok eksperiemen yang meningkat sebesar 13,38 sedangkan pada kelompok kontrol meningkat sebesar 7,51.Penggunaan model pembelajaran PJBL berbasis STEM lebih efektif dalam meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa kelas IV muatan pembelajaran IPA.