Penelitian ini bertujuan: 1) Mengetahui karakteristik modul kimia berbasis Guided Discovery Learning untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis dan kemampuan berpikir analitis siswa SMA dan SMK pada materi termokimia; 2) Mengetahui kelayakan modul kimia berbasis Guided Discovery Learning untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis dan kemampuan berpikir analitis siswa SMA dan SMK pada materi termokimia; 3) Mengetahui efektivitas modul kimia berbasis Guided Discovery Learning untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis dan kemampuan berpikir analitis siswa SMA dan SMK pada materi termokimia.

Pengembangan modul kimia berbasis guided discovery pada materi termokimia menggunakan metode penelitian dan pengembangan Plomp untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis dan kemampuan berpikir analitis, yang terdiri dari 5 tahap, yaitu: 1) pemeriksaan pendahuluan; 2) Penyusunan desain; 3) Penyusunan produk/realisasi produk; 4) Pengujian, evaluasi dan revisi; 5) Implementasi. Penelitian ini dilakukan di SMA N 1 Wonosegoro, SMA N 1 Boyolali, SMA N 1 Ngemplak, SMK N 1 Sawit, dan SMA Muh. 04 Boyolali dengan jumlah total peserta didik sebagai subjek penelitian sebanyak 309 orang mulai bulan April – Oktober 2019. Validasi modul dan instrumen soal tes oleh 9 orang validator. Analisis data yang digunakan adalah analisis kelayakan modul berdasarkan perhitungan validitas Aiken dan
analisis efektivitas modul menggunakan T-Test gain score.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa modul yang dikembangkan memiliki karakteristik disusun dengan sintaks Discovery Learning dengan panduan. Modul ini berkategori valid dan layak digunakan sebagai bahan ajar dengan indeks validitas Aiken sebesar 0,81 untuk aspek konten, 0,82 aspek penyajian, 0,80 aspek bahasa, dan 0,82 aspek kegrafikan. Modul termokimia berbasis Guided Discovery yang dikembangkan efektif digunakan sebagai bahan ajar yang dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis dan analitis di SMA N 1 Wonosegoro, SMA N 1 Boyolali, SMA N 1 Ngemplak, SMK N 1 Sawit, dan SMK Muh. 04 Boyolali.