Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik, kelayakan dan keefektifan modul guided inquiry dengan diagram vee untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis dan keterampilan proses sains siswa SMP pokok bahasan klasifikasi materi dan perubahannya. Penelitian ini merupakan penelitian pengembangan yang dilaksanakan pada semester ganjil tahun ajaran 2018/2019. Model pengembangan dalam penelitian ini mengikuti alur pengembangan Borg & Gall (1983) dengan desain quasi experiment pretes-postes control group.
Subjek penelitian adalah 180 siswa kelas VII dari SMP Negeri 2 Ngawi, SMP Negeri 1 Pangkur, dan SMP Negeri 3 Ngawi  tahun ajaran 2018/2019. Pengambilan sampel dilakukan menggunakan teknik purposive sampling. Instrumen kemampuan berpikir kritis berupa tes essay dan keterampilan proses sains berupa tes pilihan ganda. Analisis data yang digunakan yaitu N-gain dan uji anakova menggunakan IBM SPSS Statistic 20. Hasil uji N-gain kelas eksperimen lebih tinggi daripada kelas kontrol dan hasil uji anakova diperoleh nilai sig. 0,000 < 0>Kesimpulan hasil penelitian ini yaitu, 1) karakteristik modul yang dikembangkan sesuai dengan prosedur pengembangan Borg & Gall yang dimodifikasi dalam sembilan tahap dan tujuh sintaks model guided inquiry, 2) kelayakan modul yang dikembangkan dari aspek materi, media, pembelajaran dan bahasa memperoleh kriteria dengan kategori baik, 3) keefektifan modul terhadap kemampuan berpikir kritis ditunjukkan dengan adanya perbedaan antara kelas kontrol dan eksperimen dan rata-rata kelas eksperimen lebih tinggi dari kelas kontrol. Sekolah dengan kategori tinggi dan sedang mengalami peningkatan sedang dan sekolah kategori rendah mengalami peningkatan rendah, dan 4) keefektifan modul terhadap keterampilan proses sains ditunjukkan dengan adanya perbedaan antara kelas kontrol dan eksperimen dan rata-rata kelas eksperimen lebih tinggi dari kelas kontrol. Sekolah dengan kategori tinggi dan sedang mengalami peningkatan sedang dan sekolah kategori rendah mengalami peningkatan rendah.

Kata kunci: Modul Guided Inquiry, Diagram Vee, Kemampuan Berpikir Kritis, Keterampilan Proses Sains.