Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui ada atau tidak: 1) Perbedaan pengaruh antara penggunaan model pembelajaran SAVI melalui metode eksperimen dan metode demonstrasi terhadap kemampuan kognitif  Fisika siswa; 2) Perbedaan pengaruh antara kemampuan berpikir kritis siswa kategori tinggi dan rendah terhadap kemampuan kognitif Fisika siswa; 3) Interaksi antara pengaruh penggunaan model pembelajaran SAVI dan kemampuan berpikir kritis siswa terhadap kemampuan kognitif Fisika siswa. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan desain faktorial 2 x 2. Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh siswa kelas X SMAN 1 Sukoharjo. Pengambilan sampel dilakukan dengan teknik cluster random sampling. Jumlah anggota sampel kelas eksperimen adalah 34 siswa, sedangkan jumlah anggota sampel kelas control adalah 36 siswa. Pengumpulan data dilaksanakan dengan teknik tes dan dokumentasi.  Analisis data menggunakan uji ANAVA dua jalan dengan frekuensi sel tak sama. Hasil penelitian menunjukkan bahwa: 1) Tidak terdapat perbedaan pengaruh yang signifikan antara penggunaan metode pembelajaran secara eksperimen dan demonstrasi terhadap kemampuan kognitif siswa. Nilai Fobservasi  yaitu 0,086 < Ftabel> Ftabel dengan taraf signifikansi 0,05, yaitu 3.98.  Kemampuan kognitif siswa yang memiliki kemampuan berpikir kritis tinggi lebih baik daripada siswa yang memiliki kemampuan berpikir kritis rendah; 3) Tidak ada interaksi antara pengaruh penggunaan metode pembelajaran dan kemampuan berpikir kritis siswa terhadap kemampuan kognitif siswa. Nilai Fobservasi yaitu 0,7919 < Ftabel>

Kata Kunci: SAVI, metode pembelajaran, kemampuan berpikir kritis, kemampuan kognitif