Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kontribusi validitas desain terhadap kepraktisan dankeefektifan model pembelajaran IPA yang berorientasi pada Education for Sustainable Development(ESD). Menggunakan pendekatan design and development research (DDR) dengan desain metodecampuran (mixed methods), penelitian ini mengevaluasi kualitas model melalui validasi ahli, analisisimplementasi, dan penilaian dampak. Hasil validasi mengkategorikan validitas desain sebagai "SangatTinggi", memberikan landasan yang kuat untuk sintaks instruksionalnya. Analisis kepraktisanmengungkapkan bahwa keterlaksanaan proses pembelajaran, aktivitas guru dan siswa, serta respon guruseluruhnya berada dalam kategori "Sangat Baik", yang mengindikasikan tingginya keterterimaan dankemudahan adopsi dalam setting kelas nyata. Lebih lanjut, keefektifan model dibuktikan olehpeningkatan signifikan pada skor literasi lingkungan siswa (p < 0,05), dengan perolehan N-gainberkategori sedang-ke-tinggi dan ukuran efek (effect size) yang besar (Cohen’s d = 0,91). Analisisfenomenologis melengkapi temuan kuantitatif ini dengan mengungkap adanya "transisi epistemologis"yang mendalam pada diri siswa, yang mewujud dalam transformasi pemahaman ekologis, peningkatankesadaran lingkungan, penguatan kapasitas reflektif, serta perbaikan keterampilan pengambilankeputusan yang berkelanjutan. Integrasi dari temuan-temuan ini menunjukkan bahwa meskipun validitasdesain tidak secara langsung menjamin keefektifan pembelajaran, validitas berfungsi sebagai katalispenting melalui mediasi implementasi yang praktis dan partisipatif. Pada akhirnya, penelitian inimemperkuat keterkaitan konseptual antara validitas, kepraktisan, dan keefektifan dalam lanskappenelitian pengembangan pendidikan yang berorientasi pada keberlanjutan.