Salah satu permasalahan pembelajaran kimia yaitu peserta didik cenderung kesulitan menganalisis fakta dan konsep, serta hanya menerima pembelajaran tanpa adanya timbal balik dikarenakan pendidik menggunakan metode konvensional sehingga proses pembelajaran kurang menyenangkan. Penelitian ini bertujuan menghasilkan perangkat pembelajaran serta mengetahui hasil uji coba terbatas pada pembelajaran menggunakan model Scientific Critical Thinking terhadap materi larutan elektrolit dan nonelektrolit. Penelitian ini mengacu pada model Thianarajan yang dikenal dengan model 4-D dan dimodifikasi menjadi 3-D dengan tahap define, design, dan develop, karena penelitian ini dilakukan hanya untuk menghasilkan produk prototype serta keterbatasan waktu penelitian sehingga tahap keempat yaitu penyebaran atau disseminate tidak digunakan. Perangkat instrumen yang dikembangkan terdiri atas silabus, RPP, LKPD, soal tes kemampuan pemecahan masalah, angket self-efficacy, angket respon peserta didik dan modul ajar. Pengumpulan data menggunakan teknis tes dan nontes yang dianalisis menggunakan analisis deskriptif. Hasil penelitian menunjukan bahwa rata-rata validasi perangkat instrumen berdasarkan skala Aiken’s V berturut-turut ialah (0,83) (0,87), (0,86), (0,84), (0,845), (0.875), (0.86). Hasil uji coba terbatas peserta didik menunjukan rata-rata hasil pre-test dan post-test kemampuan pemecahan masalah ialah 48,78 (cukup kritis) dan 83,53 (sangat kritis), rata-rata pre-test dan post-test self-efficacy ialah 44,689 (tidak baik) dan 82,178 (baik), dan rata-rata respon peserta didik ialah 42,067 (sangat setuju).