Tujuan dari penelitian pengembangan ini adalah menghasilkan perangkat pembelajaran fisika yang valid, praktis dan efektif. untuk meningkatkan penguasaan konsep peserta didik pada materi alat-alat optik. Jenis penelitian ini merupakan penelitian dan pengembangan (Research and Development). Model penelitian pengembangan mengadapasi dari model 4-D. Perangkat Pembelajaran yang dkembangkan berupa silabus, RPP, LKPD, media virtual eksperimen dan instrumen tes. Pengumpulan data menggunakan lembar validasi, lembar observasi, angket respon dan tes selanjutnya dianalisis dengan teknik kuantitatif dan deskriptif. Hasil penelitian menunjukkan bahwa: (1) perangkat pembelajaran berada pada kriteria valid dan sangat valid, sehingga layak digunakan dalam pembelajaran dikelas, (2) praktis digunakan karena hasil keterlaksanaan pembelajaran menunjukkan terlaksana baik dan respon pendidik serta respon peserta didik yang positif, dan (3) efektif meningkatan penguasaan konsep peserta didik berdasarkan uji N-gain dengan skor sebesar 0,47 (kategori sedang). Jadi, dapat disimpulkan bahwa perangkat pembelajaran model pembelajaran berbasis masalah berbantuan virtual eksperimen valid, praktis dan efektif untuk meningkatkan penguasaan konsep peserta didik.