Kecenderungan mahasiswa bersikap pasif dalam perkuliahan mengakibatkan daya fikir analitis yang rendah dan mendapatkan nilai pembelajaran yang rendah merupakan salah satu dampak sistem pembelajaran dengan metode ceramah. Penelitian ini ditujukan untuk mengetahui pengaruh implementasi Lesson Study  dengan  metoda Problem Base Learning (PBL) dalam meningkatkan proses pembelajaran (keaktifan, kemampuan berfikir analitis dan skill keteknikan) dan hasil pembelajaran di bidang engineering. Penelitian ini bersifat kolaboratif-partisipatif dengan dosen-dosen mata kuliah dan melibatkan mahasiswa dengan langkah-langkah membentuk tim Lesson Study, merencanakan perkuliahan (plan), melaksanakan perkuliahan/observasi (do), dan refleksi/menganalisis hasil observasi dan mendiskusikan (See) yang dilakukan di Jurusan Teknik Industri UIN Suska Riau. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah gabungan dari metoda kualitatif  (proses pembelajaran) dengan metoda kuantitatif (hasil pembelajaran). Proses pembelajaran berupa aktivitas mahasiswa didapatkan dengan observasi, dokumentasi dan angket, sementara hasil pembelajaran berupa nilai mahasiswa didapatkan dengan tes. Melalui implementasi lesson study dengan metoda pembelajaran PBL, proses pembelajaran (keaktifan, kemampuan berfikir analitis dan skill keteknikan) dan  hasil pembelajaran (nilai mahasiswa) mengalami peningkatan yang sgnifikan dengan nilai Gain yaitu 0,703 (kategori tinggi) dan nilai Sig. < a serta  t hitung < -t tabel. Berdasarkan hasil ini diharapkan kedepannya lebih banyak lagi dosen yang menerapkan metode PBL sehingga mahasiswa lebih memiliki kemampuan analisis yang tinggi dan ketertarikan belajar yang lebih aktif.