Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui: (1) pengaruh penggunaan metode pembelajaran eksperimen dan demonstrasi terhadap prestasi belajar, (2) pengaruh kemampuan menggunakan alat ukur terhadap prestasi belajar, (3) pengaruh sikap ilmiah terhadap prestasi belajar, (4) interaksi antara metode pembelajaran dengan kemampuan menggunakan alat ukur terhadap prestasi belajar, (5) interaksi antara metode pembelajaran dengan sikap ilmiah terhadap prestasi belajar, (6) interaksi antara kemampuan menggunakan alat ukur dengan sikap ilmiah terhadap prestasi belajar, (7) interaksi antara metode pembelajaran dengan kemampuan menggunakan alat ukur dan sikap ilmiah terhadap prestasi belajar. Penelitian ini menggunakan metode eksperimental (experimental research). Populasi penelitian adalah seluruh siswa kelas XI program IPA SMA Negeri 1 Keruak Lombok Timur tahun pelajaran 2014/2015, sebanyak 8 kelas. Sampel penelitian ditentukan secara acak dengan teknik cluster random sampling sebanyak dua kelas. Kelas eksperimen 1 dengan metode eksperimen dan kelas eksperimen 2 dengan metode demonstrasi. Teknik pengumpulan data menggunakan metode tes untuk mendapatkan data prestasi belajar kognitif dan kemampuan menggunakan alat ukur, sedangkan metode angket untuk mendapatkan informasi sikap ilmiah dan prestasi belajar afektif. Uji hipotesis penelitian menggunakan anava tiga jalan dengan desain faktorial 2x2x2 dan frekuensi sel tidak sama. Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa: (1) Tidak ada pengaruh penggunaan metode pembelajaran eksperimen dan demonstrasi terhadap prestasi kognitif (p-value = 0,151) dan afektif (p-value = 0,368). (2) Tidak ada pengaruh kemampuan menggunakan alat ukur terhadap prestasi kognitif (p-value = 0,593) dan afektif (p-value = 726). (3) Tidak ada pengaruh sikap ilmiah terhadap prestasi kognitif (p-value = 0,399) dan afektif (p-value = 0,084). (4) Tidak ada interaksi antara metode pembelajaran dengan kemampuan menggunakan alat ukur terhadap prestasi kognitif (p-value = 0,832). (5) Tidak ada interaksi antara metode pembelajaran dengan sikap ilmiah terhadap prestasi kognitif (p-value = 0,839). (6) Tidak ada interaksi antara kemampuan menggunakan alat ukur dengan sikap ilmiah terhadap prestasi kognitif (p-value = 318). (7) Ada interaksi antara metode pembelajaran dengan kemampuan menggunakan alat ukur dan sikap ilmiah terhadap prestasi kognitif (p-value = 0,029).