Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui peningkatan kemampuan berpikir kritis dan prestasi belajar siswa melalui penerapan model pembelajaran kooperatif Team Assisted Individualization (TAI) dilengkapi LKS pada materi pokok kelarutan dan hasil kali kelarutan di SMA Negeri 2 Boyolali. Penelitian ini merupakan penelitian tindakan kelas (PTK) yang dilaksanakan dalam 2 siklus. Tiap siklus terdiri atas perencanaan, pelaksanaan tindakan, observasi, dan refleksi. Subjek penelitian adalah siswa kelas XI IPA 3 SMA Negeri 2 Boyolali tahun pelajaran 2015/2016. Teknik pengumpulan data melalui observasi, wawancara, tes, angket, dan dokumentasi. Validasi data menggunakan teknik triangulasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penerapan model pembelajaran kooperatif Team Assisted Individualization (TAI) dilengkapi LKS dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis dan prestasi belajar siswa pada materi pokok kelarutan dan hasil kali kelarutan di SMA Negeri 2 Boyolali. Persentase kemampuan berpikir kritis meningkat dari 32,35% pada prasiklus menjadi 70,59% pada siklus I. Persentase ketuntasan belajar kognitif siswa pada siklus I adalah 55,88% meningkat menjadi 82,35% pada siklus II, sedangkan persentase capaian afektif pada siklus I adalah 91,17% meningkat menjadi 100% pada siklus II. Kata Kunci: Team Assited Individualization (TAI), kemampuan berpikir kritis, prestasi belajar, kelarutan dan hasil kali kelarutan