Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis: (1) prosedur pengembangan modul IPA terpadu SMP/MTs dengan model Problem Based Learning tema Air Sehat, (2) kelayakan modul IPA terpadu SMP/MTs dengan model Problem Based Learning tema Air Sehat yang telah dikembangkan, (3) efektivitas modul IPA terpadu SMP/MTs dengan model Problem Based Learning tema Air Sehat yang dikembangkan. Penelitian ini merupakan penelitian dan pengembangan dengan model 4-D. Rancangan modul dikembangkan menjadi draft I. Draft I divalidasi oleh validator ahli materi, media, bahasa, praktisi dan peer review kemudian direvisi menjadi draft II. Draft II kemudian diuji coba kecil pada 10 orang siswa kelas 7A SMP Negeri 4 Pracimantoro. Setelah direvisi menjadi draft III, yang diuji coba luas pada siswa kelas 7B SMP Negeri 4 Pracimantoro. Desain penelitian yang digunakan adalah one-group pretest-posttest design. Keefektifan modul terhadap hasil belajar siswa dianalisis menggunakan gain score untuk pretest-posttest aspek pengetahuan, observasi aspek sikap dan keterampilan. Perbedaan hasil belajar menggunakan paired sample t-test, uji Kruskal Wallis (parametrik), dan uji One Way Anova (non-parametrik). Disseminasi dilakukan kepada 5 guru IPA untuk mendapatkan umpan balik. Kesimpulan penelitian ini adalah: (1) prosedur pengembangan modul IPA terpadu SMP/MTs dengan model Problem Based Learning tema Air Sehat menggunakan model 4D. Prosedur pelaksanaan meliputi: tahap tahap pendefinisian (define), tahap perencanaan (design), tahap pengembangan (develop), dan tahap penyebaran (disseminate). Validasi ahli pada tahap perencanaan dilakukan 2 kali agar hasil yang diperoleh lebih baik. Tahap penyebaran hanya dilakukan pada guru IPA di 5 sekolah untuk dinilai kelayakannya, sedangkan penyebarluasan dan penggunaan dalam pembelajaran belum dilaksanakan karena keterbatasan penelitian. (2) kelayakan modul IPA terpadu SMP/MTs dengan model Problem Based Learning tema Air Sehat yang dikembangkan termasuk dalam kategori sangat layak, yaitu dari skor uji validasi sebesar 47,20 dengan kriteria sangat layak. Skor tahap uji coba kecil, uji coba luas, dan penyebaran masing-masing yaitu 66,20 dengan kriteria layak; 89,90 dengan kriteria sangat layak; dan 96,00 dengan kriteria sangat layak. (3) modul IPA terpadu SMP/MTs dengan model Problem Based Learning tema Air Sehat efektif meningkatkan hasil belajar siswa dengan hasil gain score aspek pengetahuan 0,45 menunjukkan kategori sedang; aspek sikap 0,76 menunjukkan kategori tinggi; dan aspek keterampilan 0,58 menunjukkan kategori sedang.