Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan desain faktorial 2x2. Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh siswa kelas X SMA Negeri 4 Surakarta Tahun Ajaran 2018/2019. Sampel diambil dengan teknik cluster random sampling. Sampel dalam penelitian ini adalah kelas X MIPA 2 berjumlah 30 orang sebagai kelas kontrol dan X MIPA 3 berjumlah 31 orang sebagai kelas eksperimen. Teknik pengambilan data yang digunakan adalah teknik dokumentasi dan teknik tes. Teknik dokumentasi berupa nilai hasil Penilaian Akhir Semester (PAS) semester ganjil tahun pelajaran 2018/2019. Teknik tes digunakan untuk memperoleh data kemampuan kognitif Fisika siswa setelah pembelajaran Fisika materi Hukum Newton. Simpulan dari penelitian eksperimen ini adalah : 1) ada perbedaan pengaruh antara penggunaan model pembelajaran Children Learning in Science (CLIS) melalui metode diskusi dan metode demonstrasi terhadap kemampuan berpikir kritis peserta didik pada materi pokok Hukum Newton (Fhitung = 36,9 > Ftabel = 4,01), (2) ada perbedaan pengaruh antara kemampuan berpikir kritis peserta didik kategori tinggi dan rendah terhadap kemampuan kognitif Fisika peserta didik pada materi pokok Hukum Newton (Fhitung = 119,16 > Ftabel = 4,01), (3) tidak ada interaksi antara pengaruh penggunaan model pembelajaran Children Learning in Science (CLIS) dan kemampuan berpikir kritis peserta didik terhadap kemampuan kognitif Fisika peserta didik pada materi pokok Hukum Newton (Fhitung = 1,68 < Ftabel> 
Kata Kunci  : Children Learning in Science (CLIS), metode diskusi, metode demonstrasi, kognitif, kemampuan berpikir kritis