Model pembelajaran Think-Pair-Share adalah salah satu model yang dikembangkan untuk meningkatkan penguasaan isi akademis siswa terhadap materi yang diajarkan melalui tiga tahap, yaitu Think (Berfikir), Pair (Berpasangan), dan Share (Berbagi). Selama ini pembelajaran yang dilakukan di SMK 1 Madiun masih menggunakan model ceramah, sehingga mengakibatkan respon siswa yang rendah dan rendahnya prestasi siswa kelas XI TKR 1. Terbukti dengan nilai siswa pada mata pelajaran Pemeliharaan sistem bahan bakar tahun pelajaran 2012/2013 dari 34 siswapadasiklus I terdapat 12 siswa atau sebesar 34,29% yang belum mencapai Standar Ketuntasan Minimal (SKM).
Jenis penelitian ini adalah Penelitian Tindakan Kelas (Classroom Action Research). Jadi dalam penerapannya menggunakan siklus, terdiri dari siklus I, dan II. Data yang diperoleh dari penelitian ini akan dianalisis dengan metode deskriptif kualitatif.
Hasil dari penelitian ini adalah dengan diterapkannya model pembelajaran Think-Pair-Share (TPS)pada mata pelajaran Pemeliharaan Sistem Bahan Bakardi kelas XI TKR 1 SMK Negeri 1 Madiun dapat meningkatkan prestasi belajar siswa. Hal ini ditunjukkan dengan meningkatnya hasil belajar, pada Pre test dari 34 siswa pada siklus I terdapat 22 siswa yang mencapai SKM atau sebesar 64,70%, pada siklus II naik menjadi 31 dari 34 siswa atau sebesar 91,17% yangmencapai SKM. Nilai prosentase aktivitas guru juga mengalami peningkatan, persentase pada Siklus I66,66%  dan Siklus II 81,66% hasil rata-rata dari dua kali siklus tersebut 74,16% tergolong kriteria baikdanmengalamipeningkatan. Respon siswa dalam pembelajaran menggunakan model pembelajaran Think-Pair-Share sebesar 77,48%. Hambatan dalam proses pembelajaran menggunakan model Think-Pair-Share adalah, 1) Guru masih perlu belajar dalam menggunakan model pembelajaran Think-Pair-Share, 2) Siswa masih canggung diajar oleh guru baru, dan cenderung meremehkan guru karena bukan guru dari SMK Negeri 1 Madiun, 3) Siswa kurang teliti dalam menjawab soal-soal dalam pertanyaan, 4) Kurangnya pemanfaatan waktu dalam mengerjakan soal Post test, sehingga siswa kurang teliti dalam membaca dan memahami soal.
Kata kunci : Model pembelajaran kooperatif, tipe think-pair-share