Mata kuliah Fisika di Program Studi D3 Teknik Listrik dan D4 Sistem Kelistrikan Politeknik Negeri Malang belum memiliki modul yang disusun secara sistematis, padahal pemahaman konsep mekanika mahasiswa tidak merata karena latar belakang pendidikan mereka berbeda-beda. Penelitian ini mengembangkan modul fisika materi mekanika berbasis case method dan menguji validitas, praktikalitas, serta efektivitasnya. Pengembangan dilakukan dengan model ADDIE yang meliputi tahap analisis, perancangan, pengembangan, implementasi, dan evaluasi. Modul terdiri atas tiga bab, yaitu kinematika gerak lurus, hukum Newton, dan gerak rotasi, dan setiap bab memuat kasus dari bidang Teknik Listrik. Validitas dinilai oleh tiga validator, praktikalitas diukur melalui angket yang diisi 185 mahasiswa dari delapan kelas, sedangkan efektivitas dianalisis berdasarkan skor pre-test dan post-test menggunakan N-Gain, uji Wilcoxon signed-rank, dan effect size. Modul memperoleh persentase validitas 91,15% (sangat valid) dan persentase praktikalitas 84,01% (sangat praktis). Rata-rata N-Gain sebesar 0,50 termasuk kategori sedang, dan rata-rata skor post-test setiap kelas lebih tinggi daripada pre-test. Hasil uji Wilcoxon signed-rank menunjukkan adanya perbedaan signifikan antara skor pre-test dan post-test (Z = −10,59; p < 0,001) dengan effect size kategori besar (r = 0,78). Berdasarkan hasil tersebut, modul ini layak digunakan sebagai bahan ajar Fisika di Program Studi D3 Teknik Listrik dan D4 Sistem Kelistrikan untuk mendukung penerapan case method dan kurikulum berbasis Outcome-Based Education.