Kesalahan konsep dapat diminimalisir dengan menerapkan proses pembelajaran dan penilaian yang baik. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pembelajaran cognitive apprenticeship disertai formative e-assessment terhadap peningkatan penguasaan konsep siswa pada materi suhu kalor. Subjek penelitian adalah 34 siswa kelas XI MIPA 3 SMA Negeri 7 Malang tahun ajaran 2019/2020. Instrumen yang digunakan berupa soal pilihan ganda beralasan dengan masing-masing soal terdiri dari 4 pilihan jawaban. Analisis data dilakukan dari perolehan data kuantitatif dan kualitatif. Rancangan penelitian menggunakan mix-method embedded experimental model dan diperoleh hasil penelitian yaitu (1) skor penguasaan konsep siswa meningkat dari rata-rata pretest 34,45 menjadi 66,67 pada rata-rata posttest dengan perolehan N-Gain sebesar 0,477 (kategori medium atas) dan (2) kesulitan yang siswa alami pada materi suhu kalor terdapat pada indikator ‘menganalisis hubungan kalor dengan perubahan suhu’. Berdasarkan analisis yang dilakukan menunjukkan bahwa pembelajaran cognitive apprenticeship disertai dengan formative e-assessment dapat meningkatkan penguasaan konsepsi siswa pada materi suhu kalor.