Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui: (1) mengetahui perbedaan prestasi belajar kimia dengan metode direct instruction dan metode konvensional (ceramah dan diskusi), (2) mengetahui perbedaan antara siswa yang memiliki motivasi belajar tinggi dan siswa yang memiliki motivasi belajar rendah pada metode direct instruction dan metode konvensional (ceramah dan diskusi), (3) mengetahui interaksi antara penggunaan metode pembelajaran dengan tingkat motivasi belajar siswa terhadap prestasi belajar siswa pada materi pokok penentuan ?H reaksi. Metode penelitian ini adalah metode eksperimen dengan desain faktorial 2x2. Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah siswa kelas XI Ilmu Alam SMA Negeri 8 Surakarta tahun pelajaran 2006/ 2007. Pengambilan sampel penelitian menggunakan teknik random sampling. Pengumpulan data untuk prestasi belajar aspek kognitif dngan metode tes, untuk motivasi belajar dan prestasi belajar aspek afektif dengan metode angket dan untuk prestasi belajar aspek psikomotor dengan metode observasi. Teknik analisis data menggunakan anava dua jalan sel tak sama, kemudian dilanjutkan uji komparasi rerata analisis dengan metode Scheffe. Hasil penelitian menyimpulkan bahwa: (1) penggunaan metode pembelajaran direct instruction dapat menghasilkan prestasi belajar yang lebih baik dibandingkan dengan metode konvensional (ceramah dan diskusi), sedangkan pada aspek psikomotor sebaliknya, yang ditunjukkan oleh rerata selisih nilai aspek kognitif kelas eksperimen metode direct instruction dan kelas metode ceramah dan diskusi berurutan adalah 23,28 > 17,77; rerata nilai aspek afektif 68,9 > 63,47; rerata nilai aspek psikomotor 23,28 < 23>