Penelitian dan pengembangan ini bertujuan untuk: 1) mengetahui karakteristik modul fisika hasil pengembangan dengan penerapan model problem based learning pada materi usaha dan energi, 2) menguji kelayakan modul fisika berbasis problem based learning pada materi usaha dan energi, 3) menguji keefektifan penggunaan modul fisika berbasis problem based learning terhadap peningkatan kemampuan berpikir kritis siswa kelas X pada materi usaha dan energi.
Penelitian pengembangan ini menggunakan prosedur 4-D model yang dikembangkan oleh Thiagarajan. Tahapan penelitian dan pengembangan ini meliputi tahap pendefinisian (define), perencanaan (design), pengembangan (develop), dan penyebaran (disseminate). Ruang lingkup materi materi modul yang dikembangkan adalah materi usahadan energi untuk kelas X MIPA SMA. Sampel penelitian yaitu 9 siswa kelas X MIPA 9 di SMA Negeri 2 Kudus. Instrumen yang digunakan adalah angket, lembar observasi, dan tes. Teknik analisis data meliputi analaisis deskriptif karakteristik modul, analisis kelayakan modul, dan analisis tes kemampuan berpikir kritis dengan uji paired sample t- tes.
Hasil penelitian dan pengembangan disimpulkan bahwa 1) karakteristik modul fisika berbasis problem based learning yaitu modul yang berisi runtutan materi dan evaluasi pada materi usaha dan energi, dengan langkah pembelajaran yang digunakan pada modul fisika mengacu pada sintaks problem based learning. 2) kelayakan modul fisika berbasis problem based learning untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa berdasarkan hasil validasi materi, media, bahasa, hasil uji coba skala kecil, uji coba skala besar, dan penyebaran memenuhi kriteria sangat baik sehingga produk layak digunakan. 3) efektivitas modul fisika berbasis problem based learning untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis memperoleh rata-rata N-gain score sebesar 0,46. Hasil N-gain score dikategorikan “sedang” dengan hasil t hitung 11,092 > t tabel 2,447. Hasil N-gain score menunjukkan bahwa modul fisika berbasis problem based learning dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa.

Kata kunci : Modul, Problem Based Learning, Kemampuan Berpikir Kritis