Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis perbedaan pada keterampilan berpikir kritis dan keterampilan proses sains siswa antara siswa yang diajar dengan menggunakan model problem based learning dan model pembelajaran direct instruction. Penelitian ini adalah quasi experimental research yang digunakan posttest only control group desain. Populasi adalah siswa kelas VIII dari SMPN 1 Kediri. Secara total, ada 410 siswa sebagai populasi, sedangkan sampel menggunakan teknik kluster acak, sehingga memperoleh sampel adalah 60 siswa. Data dianalisis secara deskriptif dan analisis MANOVA dengan menggunakan uji lanjut Beda Nyata Terkecil (LSD). nilai yang signifikan adalah 0,05. Hasil penelitian menunjukkan bahwa (1) ada model berpengaruh signifikan keterampilan berpikir kritis dan keterampilan proses sains siswa bersama-sama (F = 1.498, p