Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dan menganalisis: 1) keefektifan model pembelajaran problem based learning ditinjau dari curiosity, kemampuan berfikir tingkat tinggi dan kompetensi peserta didik di SMKN Sukoharjo ; 2) keefektifan model pembelajaran discovery learning ditinjau dari curiosity, kemampuan berfikir tingkat tinggi dan kompetensi peserta didik di SMKN Sukoharjo; 3) perbandingan keefektifan antara model pembelajaran problem based learning dengan discovery learning ditinjau dari curiosity, kemampuan berfikir tingkat tinggi dan kompetensi peserta didik di SMKN Sukoharjo.
Penelitian ini adalah penelitian kuantitatif. Populasi penelitian adalah peserta didik kelas X yang tersebar di sembilan kelas SMKN 1, 3, dan 6 Sukoharjo. Sampel penelitian sejumlah 90 responden yang dipilih menggunakan teknik random sampling. Teknik pengumpulan data menggunakan wawancara, observasi, dokumentasi, dan angket. Data diuji menggunakan korelasi produk moment (uji validitas) dan croanbach’s alpha (uji reliabilitas). Analisis data menggunakan uji Kruskal Wallis dan uji Mann Whitney berbantuan SPSS.
Hasil penelitian secara keseluruhan menunjukkan sebagai berikut: 1) terdapat keefektifan model pembelajaran problem based learning ditinjau dari kemampuan berpikir tingkat tinggi dan kompetensi peserta didik, di sisi lain tidak terdapat keefektifan ditinjau dari curiosity; 2) terdapat keefektifan model pembelajaran discovery learning ditinjau dari kemampuan berpikir tingkat tinggi dan kompetensi peserta didik, di sisi lain tidak terdapat keefektifan ditinjau dari curiosity; 3) terdapat perbandingan keefektifan antara model pembelajaran problem based learning dengan discovery learning ditinjau dari curiosity dan kompetensi peserta didik, tetapi tidak terdapat perbandingan keefektifan ditinjau dari kemampuan berfikir tingkat tinggi. Penelitian ini berimplikasi bahwa peningkatan kompetensi peserta didik dipengaruhi oleh kemampuan berfikir tingkat tinggi yang dimiliki oleh peserta didik.

Kata Kunci: Problem based learning, discovery learning, curiosity, kemampuan berfikir tingkat tinggi, kompetensi peserta didik.