Penelitian ini bertujuan untuk: 1) mendeskripsikan model pembelajaran sejarah yang digunakan di SMA Negeri 4 Jember; 2) mengembangkan model Problem Inquiry Based Learning (PIBL) dengan pendekatan saintifik dalam pembelajaran sejarah untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis peserta didik; 3) menguji keefektifan model terhadap peningkatan kemampuan berpikir kritis peserta didik.
Jenis penelitian ini adalah penelitian pengembangan. Penelitian ini  menggunakan model pengembangan  Four D (4-D). Tahap pengembangan 4-D yaitu pendefinisian (define), perancangan (design), pengembangan (develop), dan penyebaran (disseminate). Subyek penelitian yaitu peserta didik SMA Negeri 4 Jember kelas X Sos. Kegiatan pendahuluan dilakukan dengan metode kualitatif melalui observasi, wawancara, studi dokumentasi, dan penyebaran tes. Uji efektifitas model digunakan metode kuantitatif melalui penggunaan subyek kelompok eksperimen dan kelompok kontrol.
Kesimpulan hasil penelitian yaitu: 1) penerapan model pembelajaran  sejarah sebelumnya menggunakan model pengajaran langsung (direct instruction) yang berpedoman pada textbook dan hafalan sehingga belum mampu meningkatkan kemampuan berpikir kritis; 2) pengembangan model Problem Inquiry Based Learning (PIBL) dengan pendekatan saintifik didasarkan pada penelitian-penelitian sebelumnya yang menyatakan bahwa model PBL, IBL, dan pendekatan saintifik mampu meningkatkan kemampuan berpikir kritis; 3) model Problem Inquiry Based Learning (PIBL) dengan pendekatan saintifik berpengaruh positif terhadap kemampuan berpikir kritis berdasarkan hasil uji T dengan nilai signifikansi sebesar 0,000. Keefektifan model dibuktikan dari hasil uji N-gain score sebesar 61% yang berarti model efektif untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis peserta didik dalam pembelajaran sejarah di SMA Negeri 4 Jember.

Kata Kunci: Model Problem Inquiry Based Learning (PIBL), model Problem Based Learning (PBL), model Inquiry Based Learning (IBL), pendekatan saintifik, pembelajaran sejarah, kemampuan berpikir kritis.