Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dan menganalisis: 1) keefektifan penggunaan model pembelajaran flipped classroom ditinjau dari kemandirian belajar dan kemampuan berpikir kritis siswa di SMAN Kota Sragen ; 2) keefektifan penggunaan model pembelajaran discovery learning ditinjau dari kemandirian belajar dan kemampuan berpikir kritis siswa di SMAN Kota Sragen; 3) perbandingan keefektifan antara model pembelajaran flipped classroom dan discovery learning ditinjau dari kemandirian belajar dan kemampuan berpikir kritis siswa di SMAN Kota Sragen. Penelitian ini adalah penelitian eksperimen semu atau quasi eksperiment. Populasi penelitian adalah siswa kelas XI IPS yang tersebar di sembilan kelas SMAN 1, 2, dan 3 Sragen. Sampel penelitian sejumlah 216 responden yang dipilih menggunakan teknik cluster random sampling. Teknik pengumpulan data dilakukan dengan menggunakan angket kemandirian belajar dan soal berpikir kritis. Keabsahan data diperoleh melalui uji validitas dan reliabilitas. Teknik nalisis data menggunakan analisis deskriptif dan analisis inferensial uji kruskal wallis dan uji mann whitney berbantuan SPSS. Hasil penelitian secara keseluruhan menunjukkan sebagai berikut: 1) terdapat keefektifan model pembelajaran flipped classroom ditinjau dari kemandirian belajar dan kemampuan berpikir kritis; 2) terdapat keefektifan model pembelajaran discovery learning ditinjau dari kemampuan berpikir  kritis, di sisi lain tidak terdapat keefektifan ditinjau dari kemandirian belajar; 3) terdapat keefektifan antara model pembelajaran flipped classroom dengan discovery learning ditinjau dari kemandirian belajar dan kemampuan berpikir  kritis.