Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui validitas dan efektivitas perangkat pembelajaran serta bagaimana peningkatan kemampuan berpikir kritis dan kemandirian belajar siswa dengan menggunakan perangkat pembelajaran yang dikembangkan. Penelitian ini merupakan penelitian pengembangan. Model pengembangan yang digunakan adalah model 4-D yang terdiri dari empat tahap yaitu pendefinisian, perancangan, pengembangan dan penyebaran. Hasil tahap pendefinisian digunakan untuk merancang perangkat pembelajaran, hasil rancangan divalidasi dan diuji coba ke lapangan untuk melihat efektivitasnya. Perangkat pembelajaran yang valid dan efektif disebarkan ke forum MGMP untuk digunakan saat mempelajari materi statistika. Uji coba dilakukan pada siswa kelas X SMA Swasta Sutomo 2 Medan. Dari hasil pengembangan ini diperoleh bahwa perangkat pembelajaran yang dikembangkan valid dengan rata-rata total validitas RPP = 4,45, buku siswa = 4,42, LKS = 4,49. Perangkat pembelajaran yang dikembangkan efektif, dilihat dari ketuntasan belajar klasikal terpenuhi, aktivitas siswa dalam batas toleransi yang ditetapkan dan respon siswa terhadap pembelajaran dalam kategori baik. Rata-rata peningkatan kemampuan berpikir kritis siswa dari uji coba I ke II adalah 0,32 poin dengan peningkatan ketuntasan belajar secara klasikal sebesar 21,4 %; dan rata-rata peningkatan kemandirian belajar siswa dari uji coba I ke II adalah 1,06 poin.