Penelitian ini bertujuan mengetahui karakteristik, kelayakan, dan keefektifan modul IPA klasifikasi materi dan perubahannya berbasis discovery learning untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis dan komunikasi ilmiah siswa.
Jenis penelitian yaitu penelitian dan pengembangan mengacu dari Borg and
Gall dengan tahapan yaitu: 1) penelitian pendahuluan dan pengumpulan informasi;
2) merencanakan dan menentukan spesifikasi modul; 3) pengembangan produk awal; 4) uji coba lapangan awal; 5) revisi modul tahap pertama; 6) uji lapangan terbatas; 7) revisi modul tahap kedua; 8) uji lapangan operasional; 9) revisi modul akhir; dan 10) desiminasi dan implementasi. Teknik pengumpulan dengan observasi, wawancara, dan tes. Instrumen penelitian berupa pedoman observasi, pedoman wawancara, dan lembar tes. Teknik analisis data karakteristik modul menggunakan analisis deskriptif, analisis kelayakan modul dengan skor kriteria, dan analisis keefektifan modul dengan skor n-gain, uji independent sampe t-test, dan uji Mann-Whitney. Hasil validitas soal keterampilan berpikir kritis yaitu 0,916 kategori sangat tinggi dan reliabilitas yaitu 0,713 kategori tinggi sedangkan hasil validitas soal komunikasi ilmiah yaitu 0,833 kategori sangat tinggi dan reliabilitas yaitu 0,760 kategori tinggi. Desain penelitian yaitu quasi experimental nonequivalent control group design dengan melibatkan 32 siswa kelas eksperimen dan 32 siswa kelas kontrol pada sekolah A dan sekolah B.
Hasil penelitian yaitu: 1) modul memiliki karakteristik terdapat langkah pembelajaran discovery learning yaitu observasi, manipulasi, generalisasi, verifikasi, dan aplikasi dengan penerapan kegiatan penyelidikan dan penemuan setiap pembelajaran pokok bahasan klasifikasi materi dan perubahannya; 2) modul dinyatakan sangat layak oleh validator ahli dengan nilai 3,23 dan dinyatakan sangat layak oleh guru dan siswa; 3) keefektifan modul meningkatkan keterampilan berpikir kritis dengan n-gain sekolah A sebesar 0,59 kategori peningkatan sedang dan sekolah B sebesar 0,42 kategori peningkatan sedang. Hasil komunikasi ilmiah sekolah A secara observasi rata-rata sebesar 81,74% dengan kategori sangat terampil dan secara tes menghasilkan n-gain sebesar 0,70 kategori peningkatan tinggi sedangkan sekolah B secara observasi rata-rata sebesar 78,20% dan secara tes menghasilkan n-gain sebesar 0,61 kategori peningkatan sedang. Hasil uji signifikansi skor n-gain menunjukkan modul secara signifikan efektif untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis dan komunikasi ilmiah.

Kata kunci: Discovery learning, keterampilan berpikir kritis, klasifikasi materi dan perubahannya, komunikasi ilmiah, modul IPA.