Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa pada konsep ekosistem melalui penerapan model Student Teams Achievment Divisionyang disertai dengan LKS Berbasis Masalah. Penelitian ini merupakan penelitian Eksperimental dengan desain penelitian yaitu pretest-posttest control group design.Populasi penelitian semua siswa kelas VII SMP Negeri 2 Jalaksana di tahun pelajaran 2015/2016. Pengambilan sampel dengan tekhnik cluster random sampling. Sampel penelitian dari kelas VII C sebagai kelas kontrol dan kelas VII D sebagai kelas eksperimen. Pengumpulan data dengan tes uraian (pretest-posttest), LKS berbasis masalah, lembar observasi guru dan siswa, dan angket respon siswa terhadap proses pembelajaran. Analisis data diambil menggunakan uji t, berdasarkan uji t didapatkan thitung(4,5) ttabel(2,005) dengan taraf signifikan 5% yang artinya Ho ditolak dan H1 dengan nilai gain kelas eksperimen lebih besar daripada kelas kontrol yaitu 0,48 dalam kriteria sedang dan kelas kontrol 0,22 dalam kriteria rendah, hasil analisis LKS berbasis masalah mencapai persentase 75,3% dalam kriteria baik, lembar observasi guru dan siswa mencapai 89% dan 72,5%, dan hasil analisis angket respon siswa mencapai 87%. Hal diatas menunjukkan bahwa penerapan model Student Teams Achievment Division yang disertai dengan LKS Berbasis Masalah dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa pada materi ekosistem.Kata Kunci: Model STAD, LKS Berbasis Masalah, Kemampuan Berpikir Kritis