Penelitian tentang pembelajaran POGIL pada konsep penjernihan air menggunakan koagulanbahan alami ini bertujuan untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis dan penguasaankonsep siswa SMA. Dalam penelitian ini, digunakan metode kuasi eksperimen dengan desainpenelitian one group pretest-posttest design. Penelitian ini dilakukan pada 30 orang siswa kelas XIIPA di salah satu SMAN Kabupaten Bandung Barat. Instrumen yang digunakan adalah RPPdan Lembar Kerja Siswa yang disusun berdasarkan model POGIL, evaluasinya berupa soalpilihan ganda beralasan sebanyak 11 butir soal. Hasil penelitian ini menunjukkan penggunaanmodel pembelajaran POGIL dapat meningkatkan hasil belajar siswa dalam keterampilanberpikir kritis dan penguasaan konsep siswa. Rata-rata keterlaksanaan model POGIL padaseluruh tahapan pembelajaran sebesar (75,46%) dengan kriteria hampir seluruh kegiatanterlaksana. Untuk peningkatan hasil belajar KBKr dari 30 peserta didik sebesar 86,67% padakriteria sedang dan 13,33 % pada kriteria tinggi. Rata- rata N-Gain pada peningkatanketerampilan berpikir kritis sebesar 0,525 dengan kriteria sedang. Keterampilan berpikir kritisyang mengalami peningkatan paling tinggi pada menganalisis argumen dengan sub-indikatormengidentifikasi alasan yang dikemukakan N-gain 0.750 dan pada mendefinisikan istilah danmempertimbangkannya dengan sub- indikator perhatian terhadap konteks 0.772, sedangkanpaling rendah pada menentukan tindakan pada sub-indikator menyeleksi kriteria untuk solusi0.280. Penguasaan konsep yang paling dikuasai adalah materi koagulasi (0,463) dan adsorpsi0.612, sedangkan yang kurang dikuasai materi flokulasi 0.329.