Penelitian ini bertujuan untuk: 1) mendeskripsikan karakteristik modul kimia berbasis problem based learning; 2) mengetahui kelayakan modul; 3) mengetahui efektivitas penggunaan modul terhadap kemampuan berpikir kritis siswa.
Jenis penelitian ini adalah penelitian pengembangan (Research and Development) yang merujuk pada model Borg dan Gall. Rancangan modul dikembangkan menjadi draft modul I kemudian dilakukan validasi oleh validator ahli yang terdiri dari 9 raters. Revisi pertama modul dilakukan berdasarkan saran dan masukan dari validator ahli. Modul kemudian diujicobakan secara terbatas pada 10 siswa di SMA Negeri 1 Gemolong dan SMA Negeri 1 Sukodono untuk mengetahui keterbacaan modul oleh siswa. Modul dilakukan revisi kedua dan dilakukan uji skala menengah yang terdiri dari 30 siswa di SMA Negeri 1 Gemolong dan SMA Negeri 1 Sukodono. Modul dilakukan revisi ketiga dan kemudian dilakukan ujicoba dalam skala luas pada siswa kelas XI SMA Negeri 1
Gemolong dan SMA Negeri 1 Sukodono, data yang diperoleh yaitu data penilaian kemampuan berpikir kritis dan hail belajar.
Hasil dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1) Produk yang dikembangkan berupa modul cetak berbasis problem based learning pada materi senyawa hidrokarbon untuk mengukur kemampuan berpikir kritis siswa yang meliputi interpretasi, analisis, inferensi, eksplanasi, dan evaluasi; 2) Kualitas modul berbasis problem based learning pada materi senyawa hidrokarbon menunjukkan kategori baik berdasarkan validator ahli, analisis kelayakan modul menggunakan formula Aiken menunjukkan indeks validitas hitung sebesar 0,787 sedangkan indeks validitas Aiken 0,740; 3) Modul pembelajaran kimia berbasis masalah efektif dalam meningkatkan kemampuan berpikir kritis dimana nilai signifikansi n-gain kurang dari 0,05. Hal ini menunjukkan adanya perbedaan kemampuan berpikir kritis antara kelas kontrol dan kelas eksperimen.

Kata Kunci :  Modul Kimia, Problem Based Learning, Kemampuan Berpikir Kritis