Penelitian ini bertujuan untuk: (1) mengembangkan modul pembelajaran fisika berbasis masalah pada materi usaha dan energi, (2) menganalisis kualitas modul pembelajaran fisika materi usaha dan energi, (3) mengetahui peningkatan keterampilan berpikir kritis dan hasil belajar siswa setelah menggunakan modul fisika berbasis masalah pada materi usaha dan energi.
Penelitian ini merupakan penelitian Reseach and Development. Model pengembangan modul yang digunakan adalah model 4D (four D model). Keempat tahapan tersebut adalah Define, Design, Development dan Disseminate yang dikemukakan oleh Thiagarajan. Pengembangan modul ini dinilai berdasarkan kelayakan isi, penyajian, dan bahasa modul kemudian diujicobakan pada 10 siswa. Setelah direvisi, modul diujicobakan pada kelas XI.1. Pengumpulan data pada penelitian ini menggunakan soal tes. Modul pembelajaran ini berbasis masalah, dimana tahapan-tahapannya berupa merumuskan masalah, merumuskan hipotesis, mengumpulkan data, menguji hipotesis, merekomendasikan hasil pemecahan masalah. 
Hasil penelitian ini adalah (1) modul fisika berbasis masalah untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa memiliki ciri yaitu langkah pembelajaran pada modul disesuaikan dengan langkah pembelajaran berbasis masalah, mengintegrasikan keterampilan berpikir kritis pada setiap tahapnya dan memuat soal tes berpikir kritis (2) kualitas modul fisika berbasis masalah untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa pada materi usaha dan energi yang dikembangkan berkategori baik, (3) keterampilan berpikir kritis siswa pada kelas XI.1 setelah menggunakan modul fisika berbasis masalah mengalami peningkatan rata-rata nilai sebesar 39%. (4) hasil belajar siswa pada kelas XI.1 setelah menggunakan modul fisika berbasis masalah mengalami peningkatan rata-rata nilai sebesar 50%.
Kata kunci: Modul, Pembelajaran Berbasis Masalah, Keterampilan Berpikir Kritis.