Penelitian  bertujuan  untuk  meningkatkan  kemampuan  scientific explanation siswa kelas  X MIPA melalui implementasi PBL.  Jenis penelitian adalah penelitian tindakan kelas melalui implementasi model pembelajaran Problem Based Learning yang meliputi 5 tahap pembelajaran. Tahapan Problem Based Learning terdiri dari meeting the problem, problem analysis and learning issues,  discovery  and  reporting,  solution  presentation  and  reflection,   dan overview, integration, and evaluation (Tan, 2003). Pengumpulan data dilakukan melalui tes yang memuat komponen scientific explanation dengan penilaian yang mengacu pada Mcneill, Lizotte, Krajcik, & Marx (2006), wawancara, dan dokumentasi. Penelitian tindakan kelas ini terdiri dari dua siklus yang tiap siklus meliputi tahapan perencanaan, tindakan dan pengamatan, dan refleksi.
Subjek penelitian adalah siswa kelas X IPA 3 yang terdiri dari 37 siswa. Data penelitian meliputi hasil penilaian tes scientific explanation, keterlaksanaan sintaks model problem based learning, dan data pendukung berupa hasil belajar siswa yang terdiri dari aspek afektif, psikomotor, dan dokumentasi pembelajaran. Teknik pengumpulan data menggunakan teknik tes tertulis untuk mengukur kemampuan scientific explanation siswa dan teknik non-tes yaitu dengan metode observasi, dan dokumentasi. Uji validitas dilakukan dengan metode triangulasi teknik. Teknik analisis data dengan cara reduksi data, penyajian data, dan penarikan kesimpulan.
Hasil penelitian menunjukkan peningkatan kemampuan scientific explanation siswa. Rerata persentase kemampuan scientific explanation siswa sebesar 26,67% pada prasiklus, 52,34% pada siklus 1, dan 72,88% pada siklus 2. Persentase capaian komponen claim sebesar 51,62% pada prasiklus, 70,54% pada siklus  1,  dan  88,92%  pada  siklus  2.  Persentase  capaian  komponen  evidence sebesar 14,32% pada prasiklus, 44,05% pada siklus, dan 65,68% pada siklus 2. Persentase capaian komponen reasoning sebesar 14,05% pada prasiklus, 42,43% pada siklus, dan 64,05% pada siklus 2. Berdasarkan hasil penelitian diperoleh kesimpulan bahwa implementasi problem based learning dapat meningkatkan kemampuan scientific explanation siswa Kelas X MIPA.