Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui: (1) penggunaan modelNHT disertai media kartu pintar lebih baik daripada model pembelajaran ceramahdisertai tanya jawab terhadap prestasi belajar siswa pada materi pokok termokimiakelas XI SMA N 1 Karanganyar tahun pelajaran 2013/2014, (2) penggunaanmodel NHT disertai media LKS lebih baik daripada model pembelajaran ceramahdisertai tanya jawab terhadap prestasi belajar siswa pada materi pokok termokimiakelas XI SMA N 1 Karanganyar tahun pelajaran 2013/2014, (3) penggunaanmodel NHT disertai media kartu pintar lebih baik daripada model NHT disertaimedia LKS terhadap prestasi belajar siswa pada materi pokok termokimia kelasXI SMA N 1 Karanganyar tahun pelajaran 2013/2014.Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan rancanganperluasan Randomized Control Group Pretest-Postest Design. Populasi penelitianini adalah siswa kelas XI IPA SMA Negeri 1 Karanganyar tahun pelajaran2013/2014 yang terdiri dari 5 kelas. Pengambilan sampel dalam penelitian inidilakukan secara cluster random sampling diperoleh 3 kelas yaitu kelas XI IPA-1sebagai kelas eksperimen I, kelas XI IPA-2 sebagai kelas eksperimen II, dan kelasXI IPA-5 sebagai kelas kontrol. Teknik pengumpulan data berupa nilai afektifmenggunakan angket dan nilai kognitif menggunakan metode tes. Teknik analisisdata untuk pengujian hipotesis dilakukan dengan menggunakan uji t-pihak kanan.Berdasarkan hasil dari penelitian dapat disimpulkan bahwa (1)penggunaan model NHT disertai media kartu pintar lebih baik daripada modelpembelajaran ceramah disertai tanya jawab terhadap prestasi belajar siswa padamateri pokok termokimia kelas XI SMA N 1 Karanganyar tahun pelajaran2013/2014 ditunjukkan oleh uji t-pihak kanan dengan hipotesis nol ditolak karenathitung > ttabel = 6,299 > 1,645, (2) penggunaan model NHT disertai media LKSlebih baik daripada model pembelajaran ceramah disertai tanya jawab terhadapprestasi belajar siswa pada materi pokok termokimia kelas XI SMA N 1Karanganyar tahun pelajaran 2013/2014 ditunjukkan oleh uji t-pihak kanandengan hipotesis nol ditolak karena thitung > ttabel = 4,034 > 1,645, (3) penggunaanmodel NHT disertai media kartu pintar lebih baik daripada model NHT disertaimedia LKS terhadap prestasi belajar siswa pada materi pokok termokimia kelasXI SMA N 1 Karanganyar tahun pelajaran 2013/2014 ditunjukkan oleh uji t-pihakkanan dengan hipotesis nol ditolak karena thitung > ttabel = 2,037 > 1,645.Kata Kunci: Numbered Heads Together (NHT), kartu pintar, Lembar KerjaSiswa (LKS), prestasi belajar, Termokimia