Penelitian ini bertujuan untuk (1) menganalisisperbedaansikapilmiahantara siswa yang menggunakan model Guided Inquirydengan model Learning Cycle 5E dan (2) menganalisisperbedaanketerampilan berpikirkritisantara siswa yang menggunakan model Guided Inquirydengan model Learning Cycle 5E. Penelitian ini merupakan penelitian quasi eksperimen dengan desain nonequivalentcomparison-group design. Populasi pada penelitian ini adalah siswa kelas VII SMP N 3 Bantul dengan jumlah 217 siswa. Sampel dalam penelitian ini diambil dengan metode acak(random), yaitucluster random sampling sehingga diperoleh siswa kelas VII A sebagai kelas eksperimen 1 dengan perlakuan model Learning Cycle 5E dan siswa kelas VII B sebagai kelas eksperimen 2 dengan perlakuan model Guided Inquiry. Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini adalah (1) lembar keterlaksanaan model Guided Inquiry dan Learning Cycle 5E, (2) lembar observasi sikap ilmiah, dan (3) soal pretest-posttest keterampilan berpikir kritis. Analisis yang digunakan untuk menguji perbedaan sikap ilmiah dan keterampilan berpikir kritis adalah uji Independent Sample T-Test. Hasil penelitian ini adalah (1) terdapat perbedaan signifikan pada pencapaian sikap ilmiah antara siswa yang menggunakan model Guided Inquiry dengan model Learning Cycle 5E yang mana skor rata-rata sikap ilmiah kelas dengan model Guided Inquiry lebih tinggi dari pada kelas dengan model Learning Cycle 5E, dan (2) terdapat perbedaan signifikan pada pencapaian keterampilan berpikir kritis antara siswa yang menggunakan model Guided Inquiry dengan model Learning Cycle 5E dengan kriteria gain score sedang pada model Guided Inquiry dan kriteria gain score rendah pada model Learning Cycle 5E.Kata kunci:Model Guided Inquiry, model Learning Cycle 5E, sikap ilmiah, keterampilan berpikir kritis.