Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui: 1) karakteristik perangkat pembelajaran energi dalam sistem kehidupan berbasis problem based learning untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa SMP kelas VII, 2) kelayakan perangkat pembelajaran energi dalam sistem kehidupan berbasis problem based learning untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa SMP kelas VII, dan 3) keefektifan perangkat pembelajaran energi dalam sistem kehidupan berbasis problem based learning untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa SMP kelas VII.
Penelitian yang dilakukan merupakan penelitian pengembangan atau research and development (R&D). Model pembelajaran yang digunakan adalah Four-D yang diadaptasi dari Thiagarajan (1974), meliputi tahap pendefinisian, perencanaan, pengembangan dan penyebaran. Perangkat pembelajaran disusun sesuai langkah pembelajaran problem based learning yang terdiri dari orientasi siswa pada masalah, mengorganisasikan siswa untuk belajar, membimbing penyelidikan individu dan kelompok, mengembangkan dan menyajikan hasil karya, analisis dan evaluasi proses pemecahan masalah. Jenis data yang diperoleh berupa data kualitatif dan data kuantitatif. Subyek uji coba skala luas menggunakan kelas VII B sebagai kelas kontrol (perangkat pembelajaran dari guru disekolah) dan kelas VII C sebagai kelas eksperimen (perangkat pembelajaran berbasis problem based learning). Analisis data untuk kemampuan berpikir kritis dihitung menggunakan n-gain score dan uji statistik Independent Sample t-Test.
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa: 1) karakteristik perangkat pembelajaran energi dalam sistem kehidupan berbasis problem based learning telah berhasil dikembangakan menggunakan model pengembangan Four-D, langkah pembelajaran disesuaikan komponen problem based learning dengan mengintegrasikan kemampuan berpikir kritis pada setiap komponennya, 2) kelayakan perangkat pembelajaran berdasarkan penilaian validator ahli, respon guru dan siswa, dan keterlaksanaan pembelajaran menyatakan bahwa perangkat pembelajaran termasuk dalam kategori sangat baik dan layak digunakan, 3) perangkat pembelajaran energi dalam sistem kehidupan berbasi problem based learning efektif untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa berdasarkan nilai gain score kelas eksperimen 0,47 (sedang) dan kelas kontrol 0,06 (rendah).
