Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui: (1) perbedaan kemampuan
memahami konsep IPA antara siswa yang diajar dengan model pembelajaran Two
Stay Two Stray (TSTS) dan siswa yang diajar dengan model pembelajaran Student
Teams Achievement Division (STAD), (2) perbedaan kemampuan memahami
konsep IPA antara siswa yang memiliki motivasi belajar tinggi dan siswa yang
memiliki motivasi belajar rendah, (3) interaksi antara model pembelajaran dan
motivasi belajar terhadap kemampuan memahami konsep IPA. 
Penelitian ini termasuk penelitian kuantitatif eksperimental dengan desain
penelitian 2x2 faktorial. Populasi dalam penelitian ini meliputi seluruh siswa kelas
V SD Negeri di Kecamatan Wonogiri Kabupaten Wonogiri Tahun Pelajaran
2015/2016. Pengambilan sampel dengan menggunakan teknik cluster random
sampling. Sampel dalam penelitian ini adalah siswa kelas V SD Negeri 1
Wonoboyo yang berjumlah 20 siswa sebagai kelas eksperimen dan siswa kelas V SD Negeri 2 Wonoboyo yang berjumlah 20 siswa sebagai kelas kontrol. Teknik
pengumpulan data menggunakan teknik tes untuk kemampuan memahami konsep
IPA dan teknik angket untuk tingkat motivasi belajar. Teknik analisis data yangdigunakan adalah Analisis Variansi Dua Jalan dengan Sel Tak Sama. Uji prasyarat dalam penelitian ini menggunakan uji normalitas dengan uji Lilliefors dan uji
homogenitas dengan uji Bartlett. 
Hasil penelitian ini adalah: (1) ada perbedaan kemampuan memahami
konsep IPA antara siswa yang diajar dengan model pembelajaran Two Stay Two Stray (TSTS) dan siswa yang diajar dengan model pembelajaran Student Teams
Achievement Division (STAD), yang ditunjukkan dengan F
vi A = 6,26 > F=4,11; (2) ada perbedaan kemampuan memahami konsep IPA antara siswa yang
memiliki motivasi belajar tinggi dan siswa yang memiliki motivasi belajar rendah, 
yang ditunjukkan dengan F
B
 = 50,47 > F
= 4,11; (3) ada interaksi antara
model pembelajaran dan motivasi belajar terhadap kemampuan memahami
konsep IPA, yang dibuktikan dengan nilai F0,05;1;36 AB = 4,29 > F= 4,11