Penelitian ini bertujuan untuk menguji 1) perbedaan pengaruh kemampuan berpikir kritis antara peserta didik yang pembelajarannya menggunakan model pembelajaran problem solving dengan peserta didik yang pembelajarannya menggunakan model pembelajaran problem based learning; 2) perbedaan pengaruh kemampuan berpikir kritis antara peserta didik yang memiliki motivasi belajar tinggi, motivasi belajar sedang, dan motivasi belajar rendah; 3) interaksi pengaruh antara model pembelajaran dan motivasi belajar terhadap kemampuan berpikir kritis.

Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen dengan rancangan desain faktorial 2x3. Penelitian dilaksanakan pada kelas XI AK di SMKN 1 Surakarta Tahun Pelajaran 2020/2021. Sampel penelitian ditentukan dengan teknik cluster sampling. Sampel penelitian berjumlah 72 peserta didik yang terdiri dari 36 peserta didik kelas eksperimen problem solving dan 36 peserta didik kelas eksperimen problem based learning. Instrumen yang digunakan berupa soal tes kemampuan berpikir kritis dan angket motivasi belajar. Uji hipotesis dilakukan dengan analisis Anava Dua jalan.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa  1) tidak terdapat perbedaan pengaruh kemampuan berpikir kritis antara peserta didik yang pembelajarannya menggunakan model pembelajaran problem solving dengan peserta didik yang pembelajarannya menggunakan model pembelajaran problem based learning, dengan nilai signifikansi (0,546 > 0,05); 2) terdapat perbedaan pengaruh kemampuan berpikir kritis antara peserta didik yang memiliki motivasi belajar tinggi, motivasi belajar sedang, dan motivasi belajar rendah, dengan nilai signifikansi (0,003 < 0>