Berpikir kritis merupakan keterampilan berpikir yang sangat penting dimiliki peserta didik dalam menyelesaikan persoalan-persoalan yang berkaitan dengan kehidupan sehari-hari. Rendahnya keterampilan berpikir kritis peserta didik di MAN Cimahi kelas XI MIA pada mata pelajaran fisika materi alat optik diperlukan adanya upaya peningkatan. Penelitian ini bertujuan mengetahui keterlaksanaan model pembelajaran Collaborative Problem Solving (CPS) serta peningkatan keterampilan berpikir kritis peserta didik pada materi alat optik. Instrumen penelitian yang digunakan yaitu tes lembar observasi, lembar kerja siswa, dan keterampilan berpikir kritis. Teknik analisis data yang digunakan yaitu perhitungan persentase skor keterlaksanaan lembar observasi, persentase skor lembar kerja siswa, Normalized Gain (N-Gain), dan paired sample t-test. Hasil penelitian menunjukkan pembelajaran menggunakan model Collaborative Problem Solving (CPS) terlaksana sangat baik dengan aktivitas guru 91% dan aktivitas peserta didik 90%. Nilai rata-rata N-Gain keterampilan berpikir kritis peserta didik diperoleh yaitu 0,8 berkategori tinggi. Hasil uji hipotesis menggunakan paired sample t-test (uji-t) menunjukkan thitung (32,52) > ttabel (2,060) dengan taraf signifikansi 5% sehingga Ha diterima Ho ditolak. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan model praktikum Collaborative Problem Solving (CPS) dapat digunakan untuk melatih keterampilan abad 21 pada alat optik
