Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui (1) Apakah ada perbedaan efek antara model pembelajaran menggunakan model Group Investigation berbantuan kartu soal dengan model konvensional terhadap prestasi belajar matematika siswa (2) Apakah ada perbedaan efek antara tingkat motivasi tinggi, sedang atau rendah terhadap prestasi belajar matematika siswa (3) Apakah ada interaksi antara model pembelajaran dan motivasi belajar terhadap prestasi belajar matematika siswa. Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh siswa kelas XI SMA Negeri 5 Semarang. Teknik pengambilan sampel yang digunakan adalah cluster random sampling sehingga terpilih kelas XI IPA 3 yang diberikan model Group Investigation berbantuan kartu soal dan kelas XI IPA 9 yang diberikan model pembelajaran konvensional. Teknik pengumpulan data yang digunakan adalah menggunakan angket untuk data motivasi belajar siswa dan tes untuk data prestasi belajar. Berdasarkan uji prasyarat disimpulkan bahwa sampel berdistribusi normal, mempunyai variansi yang sama, dan mempunyai kemampuan awal yang sama. Hasil penelitiannya adalah (1) yang berarti bahwa model pembelajaran group investigation berbantuan kartu soal lebih efektif daripada model pembelajaran konvensional (2) yang berarti ada perbedaan efek antara siswa dengan kategori motivasi tinggi, sedang dan rendah terhadap prestasi belajar siswa. Prestasi belajar matematika siswa yang mempunyai motivasi belajar tinggi lebih baik daripada siswa yang mempunyai motivasi belajar sedang dan rendah, prestasi belajar matematika siswa yang mempunyai motivasi belajar sedang lebih baik daripada siswa yang mempunyai motivasi belajar rendah (3) yang berarti bahwa tidak ada interaksi antara model pembelajaran dan motivasi belajar terhadap prestasi belajar matematika pada pokok bahasan turunan fungsi aljabar.Kata Kunci: group investigation, kartu soal, prestasi belajar, motivasi belajar