Penelitian ini bertujuan untuk mendeskripsikan: 1) kondisi pembelajaran tematik yang saat ini diterapkan di sekolah dasar; 2) hasil pengembangan model pembelajaran ARIAS berbasis Guided Inquiry pada pembelajaran tematik di sekolah dasar; 3) keefektifan model pembelajaran ARIAS berbasis Guided Inquiry untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis pada pembelajaran tematik di sekolah dasar. 
Metode penelitian ini adalah penelitian dan pengembangan (R&D), dimodifikasi dari model pengembangan Thiagarajan. Prosedur penelitian ini terdiri dari tiga tahap yaitu tahap studi pendahuluan, tahap pengembangan, dan tahap pengujian. Tahap pendahuluan bertujuan untuk mengetahui kondisi pembelajaran di kelas V sekolah dasar. Tahap pengembangan dimulai dari melakukan desain awal, memvalidasi produk kepada ahli media dan ahli materi. Peneliti melakukan uji coba terbatas di kelas V SD Muhammadiyah 24 Surakarta sebanyak 35 siswa. Subjek uji coba luas adalah siswa SD Muhammadiyah 2 Surakarta dan SD Muhammadiyah 16 Surakarta yang berjumlah 66 siswa. Sumber data berasal dari guru, siswa, dan dokumentasi. Uji efektivitas dilakukan di SD Muhammadiyah 1 Surakarta sebagai kelas eksperimen dan SD Muhammadiyah Program Khusus sebagai kelas kontrol. Teknik yang digunakan untuk mengumpulkan data melalui: lembar observasi, pedoman wawancara, dan  tes (pre-test dan post-test). Teknik analisis data dengan analisis statistik deskriptif dan uji efektivitas menggunakan uji-t. 
Hasil penelitian dan pengembangan ini menujukkan hasil rerata hasil validasi ahli pendidikan diperoleh nilai 4,70 dan rerata hasil validasi ahli materi diperoleh nilai 4,19. Hasil dari uji-t diperoleh taraf sig. sebesar 0,000, maka dapat disimpulkan bahwa terdapat perbedaan kemampuan berpikir kritis antara kelas yang menggunakan model pembelajaran ARIAS berbasis Guided Inquiry dan dengan yang tidak menggunakan. Hal ini menunjukkan bahwa model pembelajaran ARIAS berbasis Guided Inquiry dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis peserta didik kelas V sekolah dasar.

Kata Kunci: Model Pembelajaran, Kemampuan Berpikir Kritis, Pembelajaran Tematik.