ABSTRAKPenelitian ini bertujuan untuk: 1) mengembangkan modul dengankarakteristik guided discovery pada materi Sistem Pernapasan untukmeningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa kelas XI SMA Negeri 5Surakarta; 2) menguji kelayakan modul berbasisguided discovery pada materiSistem Pernapasan untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa kelasXI SMA Negeri 5 Surakarta; dan 3) menguji keefektivan modul berbasisguideddiscovery pada materi Sistem Pernapasan untuk meningkatkan kemampuanberpikir kritis siswa kelas XI SMA Negeri 5 Surakarta.Penelitian ini menggunakan metodeResearch and Development (R & D)mengacu pada Borg dan Gall (1983) yang dimodifikasi menjadi sembilan tahapanyaitu: 1) penelitian dan pengumpulan informasi; 2) perencanaan; 3)pengembangan produk awal; 4) uji coba lapangan tahap awal; 5) revisi produkawal; 6) uji lapangan terbatas; 7) revisi produk kedua; 8) uji lapangan operasionalyang menggunakan desain penelitian kuasi eksperimen; dan 9) revisi produkakhir. Analisis data yang digunakan adalah analisis deskriptif, teknik persentasedan ujiIndependent Samples T Test.Hasil penelitian menunjukkan: 1) karakteristik modul pada materi sistempernapasan dikembangkan sesuai prosedur pengembangan Borg dan Gall yangdimodifikasi menjadi sembilan tahapan, dengan menggunakan sintaks modelpembelajaranguided discovery yang bermuatan indikator-indikator kemampuanberpikir kritis yang divisualisasikan pada tujuan, materi, kegiatan, dan soalevaluasi modul; 2) kelayakan modul dinilai berkualifikasi sangat baik olehpenilaian ahli materi dengan pemenuhan 95,00%; ahli pengembangan modul93,26%; ahli perangkat pembelajaran 90,57; dan ahli keterbacaan 96,88; rata-ratapenilaian praktisi 98,29%; serta rata-rata penilaian siswa 88,11%; 3) Modulberbasisguided discovery efektif meningkatkan kemampuan berpikir kritis,didasarkan pada hasil ujiIndependent Samples T Test menunjukkan adanyaperbedaan hasil post-test antara kelas yang menggunakan modul berbasis guideddiscoverydengan kelas yang menggunakan modul sekolah diperoleh sig 0,009 <0,05, serta peningkatan rata-rata N-gain sebesar 0,77 yang termasuk kualifikasitinggi.Kata kunci: modul, guided discovery, berpikir kritis, sistem pernapasan