Latar belakang penelitian ini adalah karena keterbatasan bahan ajar yang sesuai dengan kebutuhan pembelajaran bagi siswa dan guru. Penelitian ini bertujuan untuk: (1) mendeskripsikan karakteristik modul pembelajaran fisika berbasis masalah, (2) mengetahui kelayakan modul., (3) mengetahui efektifitas penggunaan modul terhadap kemampuan berpikir kritis, sikap ilmiah, dan hasil belajar. 
Metode penelitian dan pengembangan yang digunakan Research and Development (R&D). Model penelitian dan pengembangan menggunakan model 4-D dengan langkah-langkah: (1) define, (2) design, (3) develop, dan (4) disseminate. Materi yang digunakan dalam modul adalah Fluida Statis yang diperuntukkan siswa SMA kelas XI. Modul yang dikembangkan divalidasi oleh ahli materi, ahli bahasa, ahli media, reviewer, dan peer review. Modul dikategorikan layak untuk implementasikan. Modul diujicobakan secara terbatas pada 10 siswa di SMA Insan Cendekia Al-Mujtaba dan diperoleh hasil bahwa modul termasuk dalam kategori “Baik” menurut siswa. Modul diujicoba dalam skala besar pada siswa kelas XI SMA Insan Cendekia Al-Mujtaba. Data yang diperoleh yaitu data penilaian kemampuan berpikir kritis, sikap ilmiah, dan hasil belajar. 
Berdasarkan hasil penelitian dan pengembangan disimpulkan bahwa: (1) Modul fisika yang dikembangkan menggunakan sintak model pembelajaran berbasis masalah dengan memunculkan karakteristik kemampuan berpikir kritis dan sikap ilmiah dalam setiap tahapannya, (2) Modul pembelajaran fisika berbasis masalah yang dikembangkan layak karena memenuhi kriteria nilai kelayakan yang dihitung dengan metode Cut Off Score yaitu sebesar 85,75%, (3) Modul pembelajaran fisika berbasis masalah efektif dalam meningkatkan kemampuan berpikir kritis dan sikap ilmiah serta ketercapaian ketuntasan hasil belajar siswa. Nilai N-Gain untuk kemampuan berpikir kritis dan sikap ilmiah berturut-turut sebesar 0,63 dan 0,50 yang termasuk kategori “Sedang.” 
Kata kunci: Modul, Pembelajaran Berbasis Masalah, Kemampuan Berpikir Kritis, Sikap Ilmiah.