Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui: 1) Mengetahui perbedaan pengaruh model pembelajaran inkuiri terbimbing dan group investigasi terhadap hasil belajar siswa ditinjau dari kemampuan berpikir kritis, 2) Mengetahui perbedaan pengaruh tingkat kemampuan berpikir kritis siswa tinggi, sedang, dan rendah terhadap hasil belajar siswa, dan 3) Mengetahui interaksi model pembelajaran inkuiri terbimbing dan group investigasi dengan kemampuan berpikir kritis terhadap hasil belajar siswa.
Jenis Penelitian ini adalah quasi-eksperiment menggunakan pretest and posttest nonequivalent control group design dengan rancangan faktorial 2x3. Sampel penelitian dipilih menggunakan teknik cluster sampling yakni kelas XI- MIPA 5 dan XI-MIPA 6 SMA Negeri 7 Surakarta. Masing-masing kelas sampel dikelompokkan ke dalam tiga kategori kemampuan berpikir kritis, yaitu: tinggi, sedang, dan rendah. Data nilai hasil belajar diperoleh menggunakan tes essai yang disusun berdasarkan indikator kompetensi dasar dan takssonomibloom. Uji validitas instrumen dilakukan oleh expert judgement. Teknik analisis data menggunakan uji Anakova dengan taraf signifikansi 5%.
Kesimpulan hasil penelitian ini yaitu: 1) penerapan model pembelajaran berpengaruh sangat signifikan terhadap hasil belajar siswa XI IPA SMA Negeri di Surakrta dengan nilai signifikansi 0.000(<0>

Kata kunci: Hasil belajar biologi, Kemampuan berpikir kritis, inkuiri terbimbing, dan grup investigasi