Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh penggunaan lembar kerja kreatif dan kritis ilmiah (LK3I) dalam meningkatkan kemampuan kognitif peserta didik pada model pembelajaran berbasis proyek (Project Based Learning) . Metode yang digunakan yaitu Quasi Experimental dengan desain nonequivalent control group. Sampel yang digunakan berjumlah 60 siswa di salah satu SMA Negeri Kota Cimahi yang terbagi dalam dua kelompok. Kelompok eksperimen menggunakan lembar kerja kreatif dan kritis ilmiah (LK3I) dan kelompok kontrol menggunakan lembar kerja peserta didik (LKPD) konvensional. Berdasarkan hasil penelitian, diperoleh adanya perbedaan peningkatan pada hasil pretest-posttest kedua kelas dengan rincian untuk n-gain kelas eksperimen sebesar 0,47 berkategori sedang dan kelas kontrol memiliki n-gain sebesar 0,24 berkategori rendah. Ditemukan juga dalam berbagai aspek kemampuan kognitif, kelas eksperimen mengalami peningkatan lebih tinggi dari kelas kontrol terutama dalam aspek kemampuan kognitif tingkat tinggi. Hal ini menunjukan bahwa selain dapat mengembangkan keterampilan berfikir kreatif dan kritis ilmiah, LK3I juga dapat meningkatkan kemampuan kognitif dibandingkan dengan penggunaan LKPD konvensional.