Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk mengetahui: (1) ada atau tidak adanya perbedaan pengaruh antara penggunaan antara model pembelajaran Inkuiri Terbimbing (Guided Inquiry) dan Learning Cycle 7E terhadap kemampuan kognitif siswa, (2) Ada atau tidak ada perbedaan pengaruh antara motivasi belajar siswa tinggi dan rendah terhadap kemampuan kognitif siswa (3) Ada atau tidak ada interaksi antara pengaruh penggunaan model pembelajaran dan motivasi belajar siswa terhadap kemampuan kognitif siswa. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan desain faktorial 2x2. Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh siswa kelas X MIA SMA Negeri 1 Sukoharjo Tahun Ajaran 2016/2017. Sampel diambil dengan teknik cluster random sampling. Sampel dalam penelitian ini terdiri dari dua kelas yaitu kelas X MIA 5 sebagai kelas eksperimen I dan X MIA 4 sebagai kelas eksperimen II yang masing-masing berjumlah 40 siswa. Sebelum diberikan perlakuan, pada kedua sampel dilakukan uji beda rerata menggunakan uji-t dua ekor yang didahului oleh uji prasyarat analisis normalitas dan homogenitas. Hasil yang didapatkan berdasarkan perhitungan prasyarat analisis adalah kedua kelas normal dan homogen. Sedangkan hasil yang didapatkan melalui uji-t dua ekor adalah kedua kelas tidak memiliki perbedaan keadaan awal. Teknik pengumpulan data yang digunakan adalah teknik tes dan kajian dokumentasi. Data dianalisis menggunakan anava dua jalan dengan isi sel tak sama. Simpulan dari penelitian eksperimen ini adalah: (1) Ada perbedaan pengaruh antara penggunaan antara model pembelajaran Inkuiri Terbimbing (Guided Inquiry) dan Learning Cycle 7E terhadap kemampuan kognitif siswa ? ? ? ? 97,3?F19,13obsF ? , (2) Ada perbedaan pengaruh antara motivasi belajar siswa tinggi dan rendah terhadap kemampuan kognitif siswa ? ? ? ? 97,3?F26,60obsF ? , (3) Tidak ada interaksi antara pengaruh penggunaan model pembelajaran dan motivasi belajar siswa terhadap kemampuan kognitif siswa ? ? 97,3?F(2,89)obsF ? .
 
Kata kunci: Inkuiri Terbimbing (Guided Inquiry) dan Learning Cycle 7E,  motivasi belajar, kemampuan kognitif.