Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis : (1) perbedaan prestasi belajar antara siswa yang mengikuti penerapan model pembelajaran pemecahan masalah berorientasi masalah matematika terbuka dengan prestasi belajar siswa yang mengikuti penerapan model pembelajaran pemecahan masalah, (2) perbedaan prestasi belajar antara siswa yang mengikuti penerapan model pembelajaran pemecahan masalah berorientasi masalah matematika terbuka dengan prestasi belajar siswa yang mengikuti penerapan model pembelajaran pemecahan masalah pada siswa yang memiliki kemampuan berpikir kritis tinggi, (3) perbedaan prestasi belajar antara siswa yang mengikuti penerapan model pembelajaran pemecahan masalah berorientasi masalah matematika terbuka dengan prestasi belajar siswa yang mengikuti penerapan model pembelajaran pemecahan masalah pada siswa yang memiliki kemampuan berpikir kritis rendah, (4) interaksi antara penerapan model pembelajaran, dan kemampuan berpikir kritis terhadap prestasi belajar matematika siswa. Penelitian ini dikatagorikan sebagai penelitian eksperimen semu dengan menggunakan rancangan faktorial 2x2 yang melibatkan sampel sebanyak 48 orang siswa pada kelas X SMA N 7 Denpasar. Instrumen penelitian yang digunakan untuk mengumpulkan data adalah tes kemampuan berpikir kritis dan tes prestasi belajar. Data yang diperoleh dianalisis dengan menggunakan analisis varian dua jalur. Hasil penelitian menunjukkan bahwa: (1) terdapat perbedaan prestasi belajar antara siswa yang mengikuti penerapan model pembelajaran pemecahan masalah berorientasi masalah matematika terbuka dengan prestasi belajar siswa yang mengikuti penerapan model pembelajaran pemecahan masalah (Fhitung= 37, harga F tabel = 4,08 dengan  = 0,05 ), (2) terdapat perbedaan prestasi belajar antara siswa yang mengikuti penerapan model pembelajaran pemecahan masalah berorientasi masalah matematika terbuka dengan prestasi belajar siswa yang mengikuti penerapan model pembelajaran pemecahan masalah pada siswa yang memiliki kemampuan berpikir kritis tinggi (nilai t = 3,443 p-valuenya = 0,002), (3) terdapat perbedaan prestasi belajar antara siswa yang mengikuti penerapan model pembelajaran pemecahan masalah berorientasi masalah matematika terbuka dengan prestasi belajar siswa yang mengikuti penerapan model pembelajaran pemecahan masalah pada siswa yang memiliki kemampuan berpikir kritis rendah (Qhitung = 2,134 dan Qtabel = 2,021), (4) ada interaksi antara penerapan model pembelajaran, dan kemampuan berpikir kritis terhadap prestasi belajar matematika siswa (FAB hitung = 7,4 harga F tabel = 4,08 dengan  = 0,05).Kata Kunci : model pembelajaran pemecahan masalah berorientasi masalah matematika terbuka, prestasi belajar, kemampuan berpikir kritis. This study aimed to analize: (1) the difference between academic achievement for the students who have been taught by using model application of orientation problem solution of open ended and the academic achievement who have been taught by using the problem solution learning model application, (2) the difference between academic achievement for the students who have been taught by using model application of orientation problem solution of open ended and the academic achievement for the students who have been taught by using the problem solution learning model application with high critical thought skill, (3) the difference between academic achievement for the students who have been taught by using model application of orientation problem solution of open ended and the academic achievement who have been taught by using the problem solution learning model application. with low critical thought skill, (4) interaction between learning model and critical thought skill on academic achievement in Mathematics. This research is cotaqorized as apperance experiment research by using factorial framework 2 x 2 in volving 48 students in X class SMA N 7 Denpasar asa sample. The research instrument used to collect data is critical thought ability and learning achievement test. The gotten data is analized by using two-way variety analysis. The result of this research shows that: (1) there is difference between academic achievement for the students who have been taught by using model application of orientation problem solution of open ended and the academic achievement for the student who have been taught by using the problem solution learning model application (Fhitung = 37, while F(tabel) = 4.08 with = 0.05), (2) there is difference between academic achievement for the students who have been taught by using model application of orientation problem solution of open ended and the academic achievement for the students who have been taught by using the problem solution learning model application with high critical thought skill (t = 3.443 and p-value 0.002), (3) there is difference between academic achievement for the students who have been taught by using model application of orientation problem solution of open ended and the academic achievement for the student who have been taught by using the problem solution learning model application. with low critical thought skill. (Qhitung = 2.134 and Q(table), (4) there is interaction between learning model and critical thought skill on academic achievement in Mathematics ability (FAB hitung = 7.4, while Ftable = 4.08 with = 0.05)