Tujuan penelitian adalah meningkatkan kemampuan berpikir logis pada materi sistem reproduksi di kelas XI MIA 1 SMA Batik 2 Surakarta Tahun Pelajaran 2014/2015 melalui penerapan discovery learning. 
Penelitian ini merupakan Penelitian Tindakan Kelas yang terdiri dari tiga siklus. Tiap siklus terdiri dari kegiatan perencanaan, pelaksanaan, observasi dan refleksi. Subjek penelitian yaitu peserta didik kelas XI MIA 1 SMA Batik 2 Surakarta Tahun Pelajaran 2014/2015 yang berjumlah 31 orang. Teknik pengumpulan data menggunakan observasi, wawancara, dan dokumentasi. Validasi data menggunakan metode triangulasi. Analisis data yaitu analisis deskriptif kualitatif yang dilakukan dalam tiga komponen: reduksi data, penyajian data, dan penarikan kesimpulan atau verifikasi. Prosedur penelitian adalah model spiral yang saling berkesinambungan.
Hasil penelitian menunjukkan penerapan discovery learning meningkatkan kemampuan berpikir logis peserta didik yang meliputi aspek pengetahuan, komunikasi, berpikir, dan aplikasi. Persentase capaian aspek pengetahuan pra siklus adalah 53,23% , siklus I adalah 81,04%, siklus II adalah 89,11%, siklus III adalah 95,16%. Persentase capain aspek komunikasi pra siklus adalah 28,33%, siklus I adalah 35,08%, siklus II adalah 67,74%, siklus III adalah 71,77%. Persentase capaian aspek berpikir pra siklus adalah 28,33%, siklus I adalah 58,87%, siklus II adalah 49,19%, siklus III adalah 73,39%. Persentase capaian aspek komunikasi pra siklus adalah 41,53%, siklus I adalah 72,18%,
siklus II adalah 79,03%, siklus III adalah 77,42%.                                                          Kesimpulan penelitian adalah penerapan discovery learning meningkatkan kemampuan berpikir logis pada materi sistem reproduksi di kelas XI MIA 1 SMA Batik 2 Surakarta Tahun Pelajaran 2014/2015. 
Kata kunci : kemampuan berpikir logis, discovery learning