Penelitian ini bertujuan untuk: (1) untuk mendeskripsikan ada atau tidak adanya perbedaan pengaruh antara penggunaan model pembelajaran problem based learning dan kooperatif group investigation berbantuan Scratch terhadap hasil belajar kognitif kelas X SMA, (2) untuk mendeskripsikan ada atau tidak adanya perbedaan antara kemampuan berpikir kritis siswa kategori tinggi dan rendah terhadap hasil belajar kognitif siswa kelas X SMA, (3) untuk mendeskripsikan ada atau tidak adanya interaksi pengaruh antara penggunaan model pembelajaran berbantuan Scratch dan kemampuan berpikir kritis terhadap hasil belajar kognitif siswa kelas X SMA. Metode penelitian yang digunakan adalah quasi eksperimen dengan desain faktorial 2x2. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah model pembelajaran Problem Based Learning dan Kooperatif Group Investigation, variabel terikat adalah hasil belajar, dan variabel moderator adalah kemampuan berpikir kritis. Sampel penelitian adalah siswa kelas XE4 dan XE6 SMA Negeri Gondangrejo yang diambil dengan teknik cluster random sampling. Teknik pengumpulan data dilakukan melalui tes hasil belajar dan observasi. Teknik analisis data menggunakan uji ANAVA dua jalur dengan sel tak sama. Berdasarkan hasil analisis data, diperoleh simpulan bahwa: (1) terdapat perbedaan pengaruh yang signifikan antara penggunaan model pembelajaran Problem Based Learning dan Kooperatif Group Investigation berbantuan media Scratch terhadap hasil belajar kognitif siswa (F_obs = 9,936 > F_tabel = 1,69), (2) terdapat perbedaan signifikan kemampuan berpikir kritis siswa terhadap hasil belajar kognitif (F_obs = 85,804 > F_tabel = 1,69), dan (3) tidak terdapat interaksi pengaruh yang signifikan antara model pembelajaran dan kemampuan berpikir kritis terhadap hasil belajar kognitif siswa (F_obs = 0,386 < F>tabel = 1,69).