Penelitian ini dilatar belakangi oleh keterampilan berpikir lancar dan keterampilan berpikir luwes siswa masih rendah. Tujuan penelitian ini yaitu untuk mengetahui pengaruh model PBL berbasis TPACK terhadap keterampilan berpikir lancar dan luwes siswa SMA pada mata pelajaran biologi. Subjek penelitian terdiri atas 25 siswa SMA. Desain penelitian yang digunakan adalan One Group Pretest-Postest Design. Teknik pengolahan data dengan menggunakan aplikasi IBM Statistic SPSS-24 (test of normality, Chi-Square & One Sample Test, Correlation) dan N-gain. Instrumen yang digunakan berupa test essay yang mengacu pada indikator keterampilan berpikir lancar dan keterampilan berpikir luwes. Hasil penelitian menunjukkan bahwa: (1) data keterampilan berpikir lancar lancar berdistribusi tidak normal sedangkan data keterampilan berpikir luwes berdistribusi normal; (2) Asympt signifikansi kedua data <0,05; (3) N-gain kedua data <0,03; (4) koefisien korelasi kedua data (r)= 0,38; (5) Siswa laki-laki (rata-rata gain keterampilan berpikir lancar 12,6 & rata-rata gain keterampilan berpikir luwes 11); (6) Siswa perempuan (rata-rata gain keterampilan berpikir lancar 10,8 & rata-rata gain keterampilan berpikir luwes 12,5). Simpulan dalam penelitian ini adalah: (1) Penerapan model PBL berbasis TPACK berpengaruh secara signifikan terhadap peningkatan keterampilan berpikir lancar dan luwes dengan kategori rendah; (2) Keterampilan berpikir lancar memiliki hubungan positif dan signifikan dengan keterampilan berpikir luwes dengan tingkat hubungan rendah; (3) Laki-laki lebih unggul dalam keterampilan berpikir lancar, sedangkan perempuan lebih unggul dalam keterampilan berpikir luwes. Implikasi dalam penelitian ini adalah: (1) perlunya penelitian lebih lanjut untuk memahami faktor-faktor yang mempengaruhi keberhasilan implementasi model pembelajaran PBL berbasis TPACK dalam meningkatkan keterampilan berpikir lancar dan luwes; (2) Perlunya penyesuaian dalam desain model pembelajaran PBL berbasis TPACK dalam mengembangkan keterampilan berpikir lancar dan luwes; (3) perlunya pelatihan bagi guru dalam mengimplementasikan model pembelajaran PBL berbasis TPACK yang dapat meningkatkan keterampilan berpikir lancar dan luwes bagi siswa; (4) Guru dan peneliti perlu berkolaborasi secara berkelanjutan untuk memfasilitasi pertukaran ide dan pengalaman dalam mengembangkan strategi pembelajaran yang lebih efektif; (5) guru harus menyadari adanya keanekaragamn keterampilan berpikir peserta didik; (6) perlunya pemberdayaan pendidikan melalui berbagai pola; (7) perluya pendekatan individualisasi dalam proses pembelajaran.