Tujuan penelitian ini adalah untuk: 1) menguji perbedaan pengaruh penerapan model quantum teaching dan model berbasis masalah terhadap pengembangan keterampilan berpikir kritis; 2) menguji pengaruh motivasi belajar kriteria Tinggi dengan Kriteria Rendah terhadap pengembangan keterampilan berpikir kritis; 3) menguji interaksi antara faktor model pembelajaran quantum teaching dan model berbasis masalah dengan faktor motivasi belajar terhadap pengembangan keterampilan berpikir kritis. Penelitian ini merupakan penelitian kuantitatif dengan metode eksperimen semu yang disusun dalam matrik dengan faktorial 2 x 2. Desain penelitiannya adalah pretest-posttest control group design. Populasi penelitian adalah peserta didik kelas V di kecamatan Slogohimo-Wonogiri dan pengambilan sampel secara cluster random sampling. Pengambilan data melalui tes dan angket motivasi belajar. Analisis data yang digunakan analisis varian (Anava) dua jalan dengan sel tak sama dan uji lanjut anava dengan metode Scheffe. Hasil penelitian menunjukkan bahwa: 1) rerata marginal model quantum teaching (90,47) lebih besar dari rerata marginal model berbasis masalah (78,69), artinya pengaruh penerapan model quantum teaching lebih baik dari model berbasis masalah terhadap pengembangan keterampilan berpikir kritis; 2) Hasil Fhitung (0,986) lebih kecil dari Ftabel (3,91) menunjukkan bahwa tidak terdapat perbedaan pengaruh motivasi belajar untuk kriteria Tinggi dengan kriteria Rendah terhadap pengembangan keterampilan berpikir kritis; 3) Hasil Fhitung (181,56) lebih besar dari Ftabel (3,91) menunjukkan bahwa terdapat interaksi antara faktor model pembelajaran quantum teaching dan model berbasis masalah dengan motivasi belajar terhadap pengembangan keterampilan berpikir kritis. Kesimpulan penelitian ini adalah, peningkatan keterampilan berpikir kritis peserta didik dapat dilakukan melalui penerapan model quantum teaching dan adanya keterlibatan motivasi belajar dari peserta didik itu sendiri.