Rendahnya kemampuan berpikir kritis peserta didik di Indonesia tercermin dari hasil survei PISA 2022 yang menunjukkan penurunan skor rata-rata, termasuk pada aspek sains. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari model pembelajaran kooperatif tipe Think Pair-Share (TPS) terhadap kemampuan berpikir kritis IPAS peserta didik kelas IV di SDN 3 Midang. Penelitian ini menggunakan pendekatan kuantitatif dengan metode Quasi-Experimental Design tipe Nonequivalent Control Group Design. Populasi penelitian adalah seluruh peserta didik kelas IV SDN 3 Midang yang berjumlah 40 orang. Sampel diambil menggunakan teknik sampling jenuh, dengan kelas IV-B sebagai kelas eksperimen (20 orang) yang diberi perlakuan model TPS dan kelas IV-A sebagai kelas kontrol (20 orang) yang menggunakan model pembelajaran langsung. Instrumen pengumpulan data berupa lembar observasi dan tes essay kemampuan berpikir kritis yang telah diuji validitas dan reliabilitas. Data dianalisis menggunakan uji normalitas, homogenitas, uji-t independen, dan effect size. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat peningkatan kemampuan berpikir kritis yang lebih signifikan pada kelas eksperimen (nilai rata-rata post-test 72,7) dibandingkan kelas kontrol (nilai rata-rata post-test 65,2). Hasil uji hipotesis dengan uji-t independen menunjukkan nilai sig. (2-tailed) 0,000 < 0,05, yang berarti H₀ ditolak dan Hₐ diterima. Hasil uji effect size (Cohen's d) sebesar 1,219 termasuk dalam kategori tinggi. Dengan demikian, disimpulkan bahwa model pembelajaran kooperatif tipe Think Pair-Share (TPS) berpengaruh signifikan terhadap peningkatan kemampuan berpikir kritis IPAS peserta didik kelas IV SDN 3 Midang.