Berpikir kritis adalah salah satu keterampilan berpikir tingkat tinggi yang sangat penting bagi siswa. Namun pada kenyataannya, tingkat berpikir kritis siswa kurang optimal dan memerlukan pembelajaran yang berkualitas. Tujuan penelitian ini adalah untuk menguji kualitas pembelajaran model pembelajaran berbasis masalah dengan penilaian dinamis menggunakan pendekatan pembelajaran diferensiasi terhadap kemampuan berpikir kritis siswa. Menyelidiki dampak kemandirian belajar siswa terhadap keterampilan berpikir kritis. Mendeskripsikan keterampilan berpikir kritis yang berkaitan dengan pembelajaran mandiri siswa. Penelitian ini mengadopsi metode campuran tipe sequential explanatory. Pendekatan pembelajaran berdiferensiasi pada penelitian ini adalah aspek proses pembelajaran. Hasil penelitian menunjukkan bahwa model pembelajaran model problem based learning dengan penilaian dinamis berpendekatan pembelajaran berdiferensiasi berkualitas terhadap kemampuan berpikir kritis siswa. Kemandirian belajar kelompok eksperimen berpengaruh positif terhadap kemampuan berpikir kritis siswa. Deskripsi kemampuan berpikir kritis ditinjau dari kemandirian belajar tinggi memenuhi semua indikator berpikir kritis; siswa dengan kemandirian belajar sedang memenuhi tiga indikator berpikir kritis; dan siswa dengan kemandirian belajar rendah memenuhi dua indikator berpikir kritis.