Penelitian ini merupakan Penelitian Tindakan Kelas (PTK) yang bertujuan untuk (1) mengetahui perubahan Scientific Explanation siswa melalui penerapan pembelajaran berbasis STEM-LP, dan (2) mengetahui korelasi antara keterampilan Scientific Explanation terhadap pemahaman siswa Pada Topik Gangguan Sistem Ekskresi. Subjek yang dipilih adalah Siswa Kelas XI-5 di SMA Negeri 8 Surakarta. Data dan sumber data penelitian ini berupa hasil tes, analisis CER Siklus IV penjelasan ilmiah gangguan sistem ekskresi, kuesioner respon kepuasan siswa, catatan observasi selama pembelajara, dan dokumentasi. Perolehan data kuantitatif dianalisis menggunakan teknik statistika deskriptif dan data kualitatif menggunakan deskriptif naratif. Uji validitas instrumen menggunakan validitas expert. Indikator capaian berupa peningkatan target Scientific Explanation. Prosedur penelitian didasarkan pada model spiral yang dilaksanakan selama 5 siklus, terdiri atas tahap perencanaan, pelaksanaan tindakan, observasi, dan refleksi. Hasil penelitian menunjukkan (1) terjadi peningkatan keterampilan Scientific Explantion siswa, yaitu 72,92% siswa mampu mencapai kategori sangat baik (Level 4) pada seluruh indikator SE pada akhir siklus, serta (2) terdapat korelasi positif yang sangat kuat antara keterampilan Scientific Explanation dengan pemahaman siswa pada Topik Gangguan Sistem Ekskresi, yaitu sebesar (r) = 0,815. Peningkatan keterampilan Scientific Explanation pada siswa dipengaruhi oleh faktor karakteristik akademik individu, motivasi belajar dan lingkungan belajar selama tindakan pembelajaran. Tantangan yang dihadapi siswa adalah kendala dalam berkolaborasi, saat berdiskusi dan berbagi peran dalam menyelesaikan tugas berbasis STEM-LP. Sedangkan, tantangan yang dialami oleh guru dalam penerapan pembelajaran STEM-LP berkaitan dengan manajemen alokasi waktu, kesulitan mengarahkan siswa, mengelola kelas dengan disiplin dalam mengumpulkan tugas, serta belum terbiasa dalam menerapkan pembelajaran STEM-LP.