ABSTRAKPenelitian ini bertujuan untuk meningkatkan:  (1) kemampuan berpikir kritis siswa melalui penerapan model pembelajaran Problem Solving, (2) prestasi belajar siswa pada materi hidrokarbon melalui penerapan model pembelajaran Problem Solving.Penelitian ini merupakan penelitian tindakan kelas yang terdiri dari dua siklus. Setiap siklusnya terdapat empat tahapan, yaitu perencanaan, pelaksanaan tindakan, pengamatan, dan refleksi. Subjek penelitian ini adalah siswa kelas X-1SMA  Negeri  Gondangrejo  tahun  pelajaran  2013/2014.  Data  yang  diperoleh berupa kemampuan berpikir kritis dan prestasi belajar (aspek kognitif dan afektif). Sumber data adalah guru dan siswa. Teknik pengumpulan data adalah dengan tes, dan nontes, selanjutnya data dianalisis secara deskriptif kualitatif.Hasil penelitian menunjukkan bahwa: (1) Penerapan model pembelajaranProblem Solving pada materi hidrokarbon kelas X-1 SMA Negeri Gondangrejo tahun pelajaran 2013/2014 dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa. Pada siklus I siswa dengan kategori kemampuan berpikir kritis tinggi sebesar38,46%, sedangkan pada siklus II siswa dengan kategori kemampuan berpikir kritis tinggi sebesar 76,92%. (2) Penerapan model pembelajaran Problem Solving dapat meningkatkan prestasi belajar siswa. Peningkatan tersebut dapat dilihat dari hasil penilaian prestasi belajar siswa pada aspek kognitif  siklus I ketuntasan siswa sebesar 46,15% meningkat menjadi 76,92% pada siklus II. Pada aspek afektif siklus I, siswa dengan kategori sangat baik dan baik sebesar 80,77% meningkat menjadi 88,47% pada siklus II.Kata Kunci:    Penelitian tindakan kelas , problem solving, kemampuan berpikir kritis, prestasi belajar, hidrokarbon