ABSTRAK Tujuan penelitian ini yaitu: 1) meningkatkan motivasi belajar siswa dalammengikutipembelajaran Fisika  dengan penerapan pendekatan saintifik melaluimetode eksperimen dan diskusi kelas X.2 SMA Muhammadiyah 1 Karanganyar;2) meningkatkan kemampuan kognitif siswa dengan penerapan pendekatansaintifik melalui metode eksperimen dan diskusi kelas X.2 SMA Muhammadiyah1 Karanganyar. Penelitian ini merupakan Penelitian Tindakan Kelas (ClassroomAction Research) dengan model Kemmis dan Mc. Taggart yang dilaksanakandalam dua siklus. Setiap siklus diawali tahap persiapan kemudian dilanjutkantahap pelaksanaan siklus yang terdiri dari perencanaan tindakan, pelaksanaantindakan, observasi, serta refleksi. Subjek penelitian adalah siswa kelas X.2 SMAMuhammadiyah 1 Karanganyar Tahun Ajaran 2014/2015 sebanyak 38 siswa.Data diperoleh melalui kajian dokumen, tes tertulis, observasi, wawancara danangket. Teknik analisis data dan pembahasan yang digunakan adalah teknikanalisis data deskriptif kualitatif.  Berdasarkan analisis data dan pembahasan dalam penelitian ini dapatdisimpulkan bahwa: (1) penggunaan pendekatan saintifik melalui metodeeksperimen dan diskusi dapat meningkatkan motivasi belajar siswa materi AlatOptik kelas X.2 SMA Muhammadiyah 1 Karanganyar tahun pelajaran 2014/2015.Hal ini dapat dilihat dari kriteria hasil motivasi belajar siswa pada pra-siklusmotivasi siswa dominan berada pada kriteria kurang sebesar 57,90%, siklus Imotivasi belajar meningkat menjadi kriteria cukup sebesar 44,74% dan siklus IImeningkat lagi hingga kriteria motivasi siswa berada pada kriteria baik sebesar65,79%. Berdasarkan analisis data motivasi belajar per indikator, pada siklus Iterdapat dua indikator yang mencapai target ketercapaian dari enam indikator dansiklus II semua indikator telah mencapai target. (2) penerapan pendekatan saintifikmelalui metode eksperimen dan diskusi dapat meningkatkan kemampuan kognitifsiswa kelas X.2 SMA Muhammadiyah 1 Karanganyar. Hal ini dapat dilihat dariadanya peningkatan prosentasi ketercapaian kemampuan kognitif siswa yangmeningkat dari pra siklus sebesar 47,37%, pada siklus I terjadi peningkatansebesar 55,26% dan di siklus II meningkat hingga 78,95% dengan targetketercapaian sebesar 70%.Kata Kunci: pendekatan saintifik, eksperimen, diskusi, motivasi belajar,  kemampuan kognitif