Abstrak Penelitian ini bertujuan menghasilkan prototipe buku guru dan buku siswa valid, praktis dan efektif dengan scientific approach menggunakan model pembelajaran kooperatif tipe STAD untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis dan kreatif. Menggunakan model pengembangan 4-D (Four-D Model) yang dikembangkan menjadi 3D, yaitu tahap pendefinisian (define), perancangan (design), dan pengembangan (develop). Prototipe buku guru dan buku siswa ini diujicobakan di kelas IV SD Al Fatah, Surabaya pada semester genap tahun pelajaran 2014/2015 dengan One Group Pretest- Posttest Design.Hasil penelitian menunjukkan: 1) Rata-rata hasil validasi prototipe buku guru 3,59; buku siswa 3,53; LKS 3,37; tes penilaian sikap 3,57 berkategori valid. Penilaian kognitif produk dan proses berdasarkan validitas isi dan bahasa rata-rata 4 berkategori valid dan penulisan soal 4,23 berarti soal dapat dipahami maksudnya. Penilaian berpikir kritis dan kreatif rata-rata 4,1 dan 3,4 berkategori valid. Rata-rata 3,9 dan 3,6 berarti dapat dipahami maksudnya. Penilaian psikomotor rata-rata 3,5 berkategori valid dan 3,6 berarti dapat dipahami maksudnya, 2) Keterlaksanaan RPP uji coba 1, yaitu pertemuan 1 adalah 3,40; pertemuan 2 adalah 3,42 dan pertemuan 3 adalah 3,53 berkategori praktis. Uji coba 2, pertemuan 1 adalah 3,39; pertemuan 2 adalah 3,69 dan pertemuan 3 adalah 3,97 berkategori praktis. Rata-rata keterbacaan buku siswa dan LKS meningkat. 3) Keefektifan prototipe buku guru dan buku siswa ditinjau dari peningkatan hasil belajar siswa meliputi hasil belajar kognitif produk, kognitif proses, berpikir kritis, kreatif dan psikomotor diukur dengan N-Gain, respon siswa, aktivitas guru dan siswa terhadap pembelajaran bernilai positif. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa prototipe buku guru dan buku siswa yang dikembangkan valid, praktis dan efektif untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis dan kreatif siswa dalam subtema keanekaragaman hewan dan tumbuhan. Kata Kunci: Prototipe Buku Guru dan Buku Siswa, Pembelajaran Kooperatif Tipe Stad, Keterampilan Berpikir Kritis dan Kreatif.