Penelitian ini bertujuan untuk: 1) mendeskripsikan sintaks (fase dan sub fase), sistem sosial, prinsip reaksi, sistem pendukung, dampak instruksional dan dampak pengiring model pembelajaran SSRI untuk meningkatkan keterampilan argumentasi dan pemecahan masalah, 2) menguji kelayakan (kevalidan) model pembelajaran SSRI yang dikembangkan, 3) menguji kepraktisan model pembelajaran SSRI yang diimplementasikan, 4) menguji keefektifan model pembelajaran SSRI dalam meningkatkan keterampilan argumentasi dan pemecahan masalah pada mahasiswa pendidikan biologi.

Penelitian menggunakan model penelitian dan pengembangan. Komponen model pembelajaran SSRI yang dikembangkan mengacu Joyce & Weil (2011). Model pembelajaran SSRI divalidasi dengan metode Delphy yang terdiri dari 7 validator ahli. Instrumen keterampilan argumentasi dan pemecahan masalah masing-masing dikembangkan dan divalidasi isi oleh ahli instrumen. Instrumen diujicoba untuk mengukur validitas konstruk menggunakan model rasch. Ujicoba skala kecil model pembelajaran dilakukan terhadap 10 mahasiswa dan 2 dosen. Ujicoba skala luas implementasi model dilakukan terhadap satu kelas dengan desain pretes postes satu kelompok. Analisis data dilakukan dengan uji t paired sample. Kepraktisan model pembelajaran SSRI diukur menggunakan angket yang diisi oleh mahasiswa dan dosen pengampu dan dianalisis secara kualitatif deskriptif. Uji keefektifan dilakukan menggunakan 2 kelas (pretest posttest control group design). Analisis data keterampilan argumentasi dan pemecahan masalah dengan uji manova, uji efek antar subjek dan effect size.

Hasil penelitian menghasilkan (1) model pembelajaran SSRI memiliki sintaks (orientasi pada masalah, manipulasi, generalisasi, verifikasi, refleksi), prinsip reaksi, sistem sosial, dan sistem pendukung yang berimplikasi pada peningkatan keterampilan argumentasi dan pemecahan masalah; (2) model pembelajaran SSRI telah memenuhi kriteria valid sehingga layak untuk diimplementasikan dalam pembelajaran biologi; (3) model pembelajaran SSRI praktis digunakan untuk pembelajaran karena memenuhi kriteria langkah pembelajaran SSRI yang dapat dilakukan mulai identifikasi masalah sampai pemaparan solusi; dan (4) model pembelajaran SSRI lebih efektif dari pada model pembelajaran inkuiri dalam meningkatkan keterampilan argumentasi dan pemecahan masalah.