Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kemampuan kerjasama dan kemampuan kognitif siswa kelas XI TKR E SMK Negeri 2 Sukoharjo dalam pembelajaran fisika melalui penerapan model pembelajaran Student Team Achievement Division (STAD) tahun pelajaran 2016/2017.
Penelitian ini merupakan penelitian tindakan kelas (Classroom Action Research) dengan model Kemmis dan Mc. Taggart yang dilaksanakan dalam dua siklus. Setiap siklus diawali tahap persiapan kemudian dilanjutkan tahap pelaksanaan siklus yang terdiri dari perencanaan tindakan, pelaksanaan tindakan, observasi, serta refleksi. Subjek penelitian adalah siswa kelas XI TKR E SMK Negeri 2 Sukoharjo  sebanyak 35 siswa. Data diperoleh melalui tes, pengamatan, wawancara dengan siswa serta kajian dokumen. Teknik analisis data yang digunakan adalah teknik kualitatif didukung data kuantitatif. Pada penelitian ini ada 8 indikator yang digunakan untuk menilai kemampuan kerjasama siswa. Indikator keberhasilan kemampuan kerjasama siswa pada penelitian ini adalah 70 % siswa masuk dalam kategori baik untuk indikator memberi kontribusi ide dalam kelompok, mengambil giliran dan berbagi tugas, berada dalam kelompok, mendorong partisipasi, menyelesaikan tugas pada waktunya, bertanya, mengungkapkan ketidak setujuan dengan cara yang dapat diterima, dan mendengarkan dengan arif. Sedangkan indikator keberhasilan kemampuan kognitif siswa adalah minimal 70 % siswa dinyatakan tuntas, dengan kriteria ketuntasan minimal (KKM) yaitu 75.
Berdasarkan analisis data dapat disimpulkan bahwa: (1) penerapan model Student Team Achievement Division (STAD) pada pembelajaran fisika dapat meningkatkan kemapuan kerjasama siswa SMK Negeri 2 Sukoharjo kelas XI TKR E tahun pelajaran 2016/2017. Hal ini ditunjukkan dari hasil observasi kemampuan kerjasama siswa yang meningkat dari siklus I sampai siklus II dan mencapai indikator keberhasilan pada siklus II; (2) penerapan model Student Team Achievement Division (STAD) pada pembelajaran Fisika dapat meningkatkan kemampuan kognitif siswa SMK Negeri 2 Sukoharjo kelas XI TKR E tahun pelajaran 2016/2017. Hal ini ditunjukkan dari hasil tes kemampuan kognitif yang mengalami peningkatan dari siklus I sampai siklus II dan mencapai indikator keberhasilan pada siklus II. Hasil penelitian menunjukkan bahwa model Student Team Achievement Division (STAD) dapat diterapkan dalam kegiatan pembelajaran apabila fasilitas sekolah mendukung dan siswa aktif dalam setiap kegiatan pembelajaran.