Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan: (1) kemampuan berpikir kritis siswa dengan model pembelajaran discovery learning berbantuan mind map pada materi kelarutan dan hasil kali kelarutan garam kelas XI IPA 2 SMA Muhammadiyah 1 Karanganyar, dan (2) prestasi belajar siswa dengan model pembelajaran discovery learning berbantuan mind map pada materi kelarutan dan hasil kali kelarutan garam kelas XI IPA 2 SMA Muhammadiyah 1 Karanganyar. Penelitian ini merupakan Penelitian Tindakan Kelas (PTK) yang dilakukan dalam dua siklus. Setiap siklusnya terdapat empat tahapan, yaitu perencanaan, pelaksanaan, observasi, dan refleksi. Subjek penelitian adalah siswa kelas XI IPA 2 SMA Muhammadiyah 1 Karanganyar tahun pelajaran 2016/2017. Teknik pengumpulan data melalui observasi, wawancara, kajian dokumen, angket dan tes. Teknik analisis yang digunakan dalam penelitian ini adalah deskriptif kualitatif.  Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa: (1) penerapan model pembelajaran discovery learning berbantuan mind map dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa pada materi kelarutan dan hasil kali kelarutan garam kelas XI IPA 2 SMA Muhammadiyah 1 Karanganyar tahun pelajaran 2016/2017. Pada siklus I, ketercapaian kemampuan berpikir kritis siswa sebesar 77% dan pada siklus II meningkat menjadi 100%, (2) penerapan model pembelajaran discovery learning berbantuan mind map meningkatkan prestasi belajar siswa pada materi kelaruta dan hasil kali kelarutan garam kelas XI IPA 2 SMA Muhammadiyah 1 Karanganyar tahun pelajaran 2016/2017. Berdasarkan hasil tes siklus I ketercapaian aspek afektif pada siklus I sebesar 94% dan meningkat menjadi 100% pada siklus II. Ketercapaian aspek kognitif siswa sebesar 34% dan meningkat menjadi 68% pada siklus II. Ketercapaian aspek psikomotor sebesar 100%. Kata Kunci: Penelitian Tindakan Kelas, Discovery Learning, Mind Map, Kemampuan berpikir kritis, Prestasi Belajar