Tujuan penelitian: 1) Mengetahui karakteristik modul IPA berbasis Problem Based Learning untuk meningkatkan kemampuan memecahkan masalah pada materi polusi serta dampaknya pada manusia dan lingkungan siswa kelas XI SMK Pancasila Purwodadi, 2) Mengetahui kelayakan modul IPA berbasis Problem Based Learning untuk meningkatkan kemampuan memecahkan masalah pada materi polusi serta dampaknya pada manusia dan lingkungan siswa kelas XI SMK Pancasila Purwodadi, 3) Mengetahui efektivitas modul IPA berbasis Problem Based Learning untuk meningkatkan kemampuan memecahkan masalah pada materi polusi serta dampaknya pada manusia dan lingkungan siswa kelas XI SMK Pancasila Purwodadi.

Jenis penelitian merupakan penelitian pengembangan (Research and Development) termodifikasi dari Thiagarajan, Semmel dan Semmel (1974) dengan model 4D. Model 4D meliputi tahap define berupa analisis kebutuhan, tahap design berupa penyusunan draft modul, tahap develop berupa validasi draft modul, setelah valid dilakukan uji coba skala terbatas pada 10 siswa yang kemudian memperoleh kritik dan saran. Perbaikan draft modul dilakukan sesuai kritik dan saran menjadi draft 2 produk dan tahap terakhir dilakukan disseminate pada 25 siswa untuk mengetahui efektivitas modul. Subyek penelitian pengembangan meliputi 4 tahapan: 1) Subyek uji coba produk awal sejumlah 4 validator dan praktisi, 2) Subyek uji coba skala terbatas sejumlah 10 siswa, dan 3) Subyek uji coba skala luas sejumlah 25 siswa. Instrumen yang digunakan adalah angket, lembar observasi, kuisioner, wawancara, dan tes. Uji coba skala luas menggunakan one group pretest-posttest design. Data kemampuan memecahkan masalah siswa diuji menggunakan uji one-way ANOVA dan dihitung dengan N-gain ternormalisasi.  Hasil penelitian sebagai berikut: 1) Karakteristik modul IPA berbasis Problem Based Learning untuk meningkatkan kemampuan memecahkan masalah pada materi polusi serta dampaknya pada manusia dan lingkungan siswa kelas XI SMK Pancasila Purwodadi dikembangkan menggunakan model Thiagarajan, Semmel dan Semmel (1974), menggunakan sintak yang terdapat pada model Problem Based Learning, dan dapat meningkatkan kemampuan memecahkan masalah. 2) Kelayakan modul IPA berbasis Problem Based Learning untuk meningkatkan kemampuan memecahkan masalah pada materi polusi serta dampaknya pada manusia dan lingkungan siswa kelas XI SMK Pancasila Purwodadi setelah dilakukannya uji coba skala terbatas, uji coba skala luas didapatkan rata-rata dengan persentase 87,59% yang dikategorikan ?sangat layak?, 3) Efektifitas Modul IPA berbasis Problem Based Learning untuk meningkatkan kemampuan memecahkan masalah pada materi polusi serta dampaknya pada manusia dan lingkungan siswa kelas XI SMK Pancasila Purwodadi didapatkan nilai N-gain dari kemampuan memecahkan masalah sebesar 0,62 dikategorikan ?sedang?, hasil belajar siswa dikategorikan ?Tinggi? dengan hasil signifikansi sebesar p=0,000.