Penelitian ini bertujuan mengimplementasikan model pembelajaran berdasarkan masalah pada pembelajaran biologi terhadap hasil belajar dan keterampilan berpikir tingkat tinggi di SMA. Tujuan khusus penelitian ini adalah 1) Menguji signifikansi hasil belajar kognitif produk, 2) Menguji signifikansi keterampilan berpikir tingkat tinggi. Rancangan penelitian dalam penelitian ini adalah eksperimen semu. Menurut Populasi dari penelitian ini adalah seluruh siswa kelas X SMA Negeri di Kota Banjarbaru yang duduk di kelas X tahun pelajaran 2013/2014 dengan peminatan sains-matematika. Sampel penelitian ditetapkan dua kelas dari masing-masing sekolah, yaitu satu kelas SMA Negeri 1 Banjarbaru kelas perlakuan dan satu kelas SMA Negeri 2 Banjarbaru kelas kontrol. Teknik pengambilan sampel secara bertujuan (purpossive). Variabel bebas berkaitan dengan rumusan tujuan nomor satu dan dua adalah pembelajaran menggunakan model PBM. Variabel terikat adalah hasil belajar dan keterampilan berpikir tingkat tinggi. Variabel control dalam penelitian ini adalah kurikulum yang digunakan, latar belakang pendidikan guru, jumlah jam pelajaran, dan soal-soal tes. Teknik pengumpulan data dalam penelitian ini adalah 1) Hasil belajar siswa diperoleh melalui pre test dan post test. 2) Keterampilan berpikir tingkat tinggi diperoleh melalui pre test dan post tes. Instrumen penelitian sebelum digunakan disesuaikan dengan ketentuan yang berlaku pada kurikulum 2013. Hasil belajar kognitif produk dan kognitif proses  diperoleh melalui pretest dan posttest dianalisis menggunakan.analisis kovarian (ANACOVA) yang dioperasikan menggunakan program SPSS versi 17 for windows. Hasil penelitian menunjukkan dengan menggunakan model Pembelajaran Berdasarkan Masalah berpengaruh positif terhadap hasil belajar siswa, ini dapat dilihat dari rata hasil belajar kelas kontrol 73,475 dan pada kelas perlakuan sebesar 82,917 dan dilihat dari nilai F hitung = 4,157 sedangkan F tabel = 0,05 artinya F hitung > F tabel. Sedangkan pada keterampilan berpikir tingkat tinggi siswa, ini dapat dilihat dari rata-rata nilai keterampilan berpikir tingkat tinggi kelas kontrol 65 dan kelas perlakuan 78,208 dan dilihat dari nilai F hitung = 4,739 sedangkan F tabel = 0,05 artinya F hitung > F tabel.