Salah satu implementasi pendidikan karakter di lingkungan sekolah ialah melalui integrasi mata pelajaran. Permasalahan dominan yang muncul di sekolah, termasuk di SMA Negeri 15 Surabaya adalah bagaimana mengintegrasikan pendidikan karakter melalui mata pelajaran dengan efektif. Penelitian berikut merupakan penelitian penerapan dengan tujuan untuk mendeskripsikan hasil belajar siswa kelas kontrol dan kelas eksperimen serta mendeskripsikan keterampilan proses dan karakter siswa. Sasaran penelitian ini terdiri dari empat kelas yang terbagi menjadi dua kelompok. Kelas X-1 sebagai kelas kontrol dan kelas X-4, X-5, X-6 sebagai kelas eksperimen. Penelitian ini mengikuti prosedur penelitian eksperimental yaitu dengan memberikan perlakuan berupa penerapan pembelajaran fisika dengan mengintegrasikan pendidikan karakter melalui keterampilan proses sains pada kelas eksperimen. Dari hasil uji-t dua pihak didapatkan nilai thitung untuk kelas eksperimen secara berturut-turut adalah 7,002; 6,002; dan 3,679, sedangkan nilai ttabel didapatkan 2,000. Karena thitung > ttabel , maka dapat dinyatakan bahwa hasil belajar siswa kelas eksperimen berbeda dengan hasil belajar siswa kelas kontrol. Selanjutnya berdasarkan uji-t satu pihak didapatkan nilai thitung untuk kelas eksperimen secara berturut-turut adalah 7,002; 6,002; dan 3,679, sedangkan nilai ttabel didapatkan 1,671. Karena thitung > ttabel , maka dapat dinyatakan bahwa hasil belajar siswa kelas eksperimen lebih baik dari pada siswa kelas kontrol. Berdasarkan penilaian terhadap enam keterampilan proses sains yang dilatihkan terdapat tiga keterampilan yang berkategori baik yaitu mengidentifikasi variabel, melakukan percobaan dan analisis data. Serta tiga lainnya berkategori cukup, yaitu merumuskan hipotesis, membuat kesimpulan dan berkomunikasi. Dari enam nilai pembentuk karakter yang dikembangkan didapatkan bahwa persentase untuk nilai teliti, kritis, komunikatif, toleran, jujur dan tanggung jawab secara berturut-turut adalah 41%, 39%, 82%, 95%, 84% dan 100%. Berdasarkan rentang kriteria yang telah dibuat, didapatkan bahwa nilai teliti dan kritis termasuk dalam kriteria cukup, sedangkan nilai komunikatif, toleran, jujur dan tanggung jawab termasuk dalam kriteria baik.