Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui: 1) karakteristik perangkat pembelajaran energi dalam sistem kehidupan berbasis problem based learning untuk  meningkatkan  kemampuan  berpikir  kritis  siswa  SMP  kelas  VII,  2) kelayakan perangkat pembelajaran energi dalam sistem kehidupan berbasis problem based learning untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa SMP kelas VII, dan 3) keefektifan perangkat pembelajaran energi dalam sistem kehidupan berbasis problem based learning untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa SMP kelas VII.

Penelitian yang dilakukan merupakan penelitian pengembangan atau research and development (R&D). Model pembelajaran yang digunakan adalah Four-D yang diadaptasi dari Thiagarajan (1974), meliputi tahap pendefinisian, perencanaan, pengembangan  dan  penyebaran.  Perangkat  pembelajaran  disusun sesuai langkah pembelajaran problem based learning yang terdiri dari orientasi siswa pada masalah, mengorganisasikan siswa untuk belajar, membimbing penyelidikan  individu  dan  kelompok,  mengembangkan  dan  menyajikan  hasil karya, analisis dan evaluasi proses pemecahan masalah. Jenis data yang diperoleh berupa   data   kualitatif   dan   data   kuantitatif.   Subyek   uji   coba   skala   luas menggunakan kelas VII B sebagai kelas kontrol (perangkat pembelajaran dari guru   disekolah)   dan   kelas   VII   C   sebagai   kelas   eksperimen   (perangkat pembelajaran berbasis problem based learning). Analisis data untuk kemampuan berpikir kritis dihitung menggunakan n-gain score dan uji statistik Independent Sample t-Test.

Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa: 1) karakteristik perangkat pembelajaran energi dalam sistem kehidupan berbasis problem based learning  telah  berhasil  dikembangakan  menggunakan  model  pengembangan Four-D, langkah pembelajaran disesuaikan komponen problem based learning dengan mengintegrasikan kemampuan berpikir kritis pada setiap komponennya, 2) kelayakan perangkat pembelajaran berdasarkan penilaian validator ahli, respon guru dan siswa, dan keterlaksanaan pembelajaran menyatakan bahwa perangkat pembelajaran termasuk dalam kategori sangat baik dan layak digunakan, 3) perangkat pembelajaran energi dalam sistem kehidupan berbasi problem based learning   efektif   untuk   meningkatkan   kemampuan   berpikir   kritis   siswa berdasarkan nilai gain score kelas eksperimen 0,47 (sedang) dan kelas kontrol 0,06 (rendah).