Kurikulum Tahun 2013 menuntut peserta didik untuk dapat belajar secara aktif, mandiri, dan bepikir kritis. Salah satunya pada pembelajaran biologi dirasakan perlu adanya kemampuan berpikir kritis. Kemampuan berpikir kritis merupakan kemampuan yang digunakan untuk memahami konsep, menerapkan, mensintesis dan mengevaluasi informasi yang diperoleh. Upaya untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis peserta didik dapat dilakukan dengan menggunakan model pembelajaran yang tepat. Salah satu model pembelajaran yang dapat digunakan untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis adalah adalah model pembelajaran Discovery Learning. Penelitian ini menggunakan desain Randomized Control-Group Pretest Posttest Design. Sampel yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah kelas XI IPA 1 (untuk kelompok kelas eksperimen dengan model Discovery Learning), XI IPA 2 (untuk kelompok kelas kontrol dengan model Direct Instruction). Sampel dalam penelitian ini diambil dengan teknik purposive sampling. Data hasil penelitian ini adalah data kuantitatif kemampuan berpikir kritis. Data diperoleh dari tes soal sebanyak 5 soal esai yang sebelumnya sudah di validasi dan di reliabilitasi. Penelitian yang dilakukan memperoleh hasil bahwa penerapan model pembelajaran discovery learning berpengaruh positif pada kemampuan berpikir kritis peserta didik pada materi jaringan tumbuhan.