Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh model pembelajaran POE (Predict-Observe-Explain) terhadap kemampuan berpikir kritis dan keterampilan kolaboratif siswa pada mata Pelajaran IPAS. Latar belakang penelitian ini adalah rendahnya kemampuan berpikir kritis dan kolaboratif. Metode penelitian yang digunakan adalah quasi eksperimen. Subjek penelitian ini adalah siswa kelas VI SD di Gugus Dewi Sartika, Kecamatan Kesugihan, Kabupaten Cilacap. Tehnik pengumpulan data meliputi tes, observasi, angket dan dokumentasi. Analisis data menggunakan uji normalitas Shapiro-Wilk, uji homogenitas Levene, uji independen t-test, korelasi Pearson, dan uji MANOVA. Hasil penelitian menunjukkan bahwa model pembelajaran POE berpengaruh signifikan terhadap peningkatan kemampuan berpikir kritis dan keterampilan kolaboratif siswa. Uji t menunjukkan perbedaan signifikan antara kelas eksperimen dan kontrol pada posttest (p < 0,05) untuk kedua variabel. Korelasi antara kemampuan berpikir kritis dan keterampilan kolaboratif pada kelas eksperimen juga ditemukan signifikan (r = 0,229; p = 0,214), sedangkan pada kelas kontrol tidak signifikan. Hasil uji MANOVA memperkuat bahwa penerapan model pembelajaran POE memberikan pengaruh signifikan terhadap kemampuan berpikir kritis dan keterampilan kolaboratif siswa. Dengan demikian, pembelajaran dengan model POE efektif dalam meningkatkan kemampuan berpikir kritis dan keterampilan kolaboratif siswa pada materi gerhana.