Tujuan penelitian yang akan dilakukan adalah: (1) mendeskripsikan karakteristik media belajar fisika berbasis TPACK yang dapat digunakan untuk meningkatkan kemampuan berpikir tingkat tinggi siswa dan membentuk sikap ilmiah; (2) memperoleh media belajar fisika berbasis TPACK dapat digunakan untuk meningkatkan kemampuan berpikir tingkat tinggi siswa dan membentuk sikap ilmiah yang telah memenuhi kriteria layak; dan (3) mendeskripsikan peningkatan kemampuan berpikir kritis dan pembentukan sikap ilmiah siswa SMA setelah melakukan pembelajaran fisika menggunakan media belajar fisika berbasis TPACK.
Jenis penelitian ini adalah R&D dengan metode penelitian yang digunakan adalah 4D. Populasi dalam penelitian ini adalah tujuh kelas XI SMA ABBS Surakarta Tahun Pelajaran 2018/2019. Sampel penelitian ini berjumlah dua kelas dengan sistem random sampling. Data diambil secara kuantitatif melalui tes TTMC dan lembar observasi serta secara kualitatif melalui angket dengan instrumen yang telah dinyatakan validitas oleh para validator, khusus untuk instrumen TTMC diuji pula validitas, reliabilitas, taraf kesukaran dan daya bedanya. Uji prasyarat analisis yang digunakan meliputi: uji normalitas dan uji homogenitas. Uji analisis yang digunakan meliputi: uji beda keadaan, uji signifikansi dan uji efektivitas.
Hasil penelitian adalah: (1) menghasilkan media belajar fisika berbasis TPACK dengan karakteristik yang dapat digunakan untuk meningkatkan kemampuan berpikir tingkat tinggi dan membentuk sikap ilmiah siswa yaitu media yang menarik secara tampilan, mudah penggunaan, merangsang analisis, kritis dan perencanaan, serta memberikan edukasi pada sikap ilmiah saat pelaksanaan pembelajaran; (2) media dinyatakan layak dilihat dari nilai natural cut off pada hasil uji validasi (75,4-lebih kecil dari rata-rata), uji coba kecil (75-sama dengan rata-rata), uji coba besar (86,76-lebih kecil dari rata-rata) dan diseminasi (82,64-lebih kecil dari rata-rata); (3) media belajar ini dapat digunakan secara efektif untuk meningkatkan kemampuan berpikir tingkat tinggi dan membentuk sikap ilmiah. Skor rerata HOTS untuk pretes 32,57 dan postes 59,45. Kemudian untuk sikap ilmiah mendapat skor rerata 64,95 untuk sebelum penggunaan dan 86,15 untuk setelah penggunaan. Peningkatan ini cukup signifikan tampak pada nilai N gain sebelum dan sesudah penggunaan media ini yakni sebesar 0,6 (medium) untuk HOTS dan 0,4 (medium). Peningkatan yang cukup signifikan ini sangat dipengaruhi oleh efek penggunaan media yakni terukur pada effect size untuk HOTS 1,39 dan sikap ilmiah 1,68 yang masuk kategori berefek besar. Efektifitas media juga ditunjukkan dengan hasil belajar yang mencapai ketuntasan 60,78?ri jumlah siswa.
Kata kunci : higher order thinking-skills, technological pedagogical and content knowledge, two tier multiple choice, sikap ilmiah, visual basic for application