Penelitian bertujuan untuk mengembangkan rumusan indikator pencapaian kompetensi untuk kompetensi dasar kemampuan menjelaskan prinsip-prinsip klasifikasi makhluk hidup dalam lima kingdom serta menyusun kladogram berdasarkan prinsip-prinsip klasifikasi makhluk hidup (KD 3.3 dan 4.3) dan mengetahui karakteristik, profil kelayakan, serta keefektifan perangkat Technological Pedagogical Content Knowledge yang dikembangkan pada materi klasifikasi Animalia. Desain penelitian Research and Development (R&D) merujuk pada 4-D model yang meliputi tahap define, design, develop dan disseminate. Tahap disseminate hanya terbatas sampai dengan sub tahapan validation testing karena hanya dilakukan uji skala terbatas.  
Subjek penelitian diambil secara purposive sampling pada 10 sekolah di 4 Kabupaten (Sukoharjo, Wonogiri, Karanganyar, Boyolali) di Jawa Tengah, Kota Surakarta, dan Kabupaten Pacitan, Jawa Timur. Instrumen pengumpulan data yang digunakan adalah tes two-tier diagnostic, wawancara guru dan siswa, serta analisis dokumen perangkat pembelajaran dan bahan ajar pada analisis kebutuhan; angket validasi ahli perangkat TPACK dan angket validasi praktisi pendidikan pada tahap validasi perangkat; angket penilaian peserta didik dan guru pada tahap uji coba terbatas; serta angket penilaian peserta didik dan guru pada tahap uji subjek penelitian. Analisis data menggunakan deskriptif kualitatif dan kuantitatif. Uji efektivitas menggunakan independent sample t-test dengan signifikansi 5%.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa rumusan indikator pencapaian kompetensi untuk kompetensi dasar mengenai klasifikasi makhluk hidup telah memenuhi tuntutan konsep dasar klasifikasi serta learning progression klasifikasi tingkat SMA yang diharapkan oleh Kurikulum 2013 revisi. Perangkat TPACK materi klasifikasi Animalia berupa rumusan indikator pencapaian kompetensi dan perangkat pembelajaran (RPP, LKPD, media AR terintegrasi e-modul, dan soal evaluasi) berbasis model discovery learning dan menyesuaikan perkembangan learning progression peserta didik SMA dinyatakan valid dan layak untuk digunakan dalam pembelajaran klasifikasi Animalia di kelas X MIPA SMA di Pacitan, Jawa Timur. Uji efektivitas menunjukkan adanya perbedaan antara hasil evaluasi pemahaman konsep pada kelas penelitian dan kelas kontrol dengan nilai t hitung > t tabel (6,951>1,671) dan signifikansi 0,000<0>