Guru sebagai ujung tombak pendidikan yang berhubungan langsung dengan peserta didik diharapkan mampu memberikan muatan positif dalam menumbuhkan karakteristik pembelajaran abad 21, berupa: critical thinking, problem solving, collaboration, dan communication (4C). Tujuan kegiatan tersebut adalah agar dapat membekali dan menumbuhkan kreativitas, produktivitas, dan mempersiapkan peserta didik menghadapi kemajuan abad 21. Berdasar observasi awal diketahui bahwa pembelajaran yang memicu tumbuhnya karakteristik abad 21 (4C) pada peserta didik kelas 3 Sekolah Dasar Negeri Langenharjo 2 dalam proses pembelajaran sangat rendah. Simple Rocket Design (SIM-ROSI) merupakan rancangan yang dikembangkan sebagai sebuah solusi untuk memperbaiki kualitas belajar peserta didik. Dikembangkan dengan model penelitian pengembangan 4D menurut Thiagarajan. Ditunjang dengan pelaksanaan pembelajaran berbasis Project Based Learning (PjBl) dan Sains, Technologi, Enginering, Art, and Math (STEAM). Indikator keberhasilan pengembangan berdasar observasi terhadap aktivitas 4C peserta didik dalam pembelajaran. Data yang terkumpul dianalisis menggunakan analisis deskriptif dan uji statistik menggunakan paired sample t-test. Hasil analisis menunjukkan simpulan bahwa SIM-ROSI berbasis PjBL dan STEAM sangat efektif digunakan untuk meningkatkan aktivitas 4C peserta didik di dalam pada pembelajaran tematik di sekolah dasar.