Tujuan penelitian ini untuk meningkatkan hasil belajar dan kemampuan literasi sains peserta didik kelas XI pada materi sistem ekskresi manusia dengan menerapkan model pembelajaran berbasis masalah (PBM). Penelitian ini menggunakan metode Penelitian Tindakan Kelas yang dilaksanakan dua siklus. Setiap siklus terdiri dari dua kali pertemuan yang terdiri dari tahapan perencanaan, tindakan, observasi dan refleksi. Hasil penelitian menunjukkan peningkatan hasil belajar dan kemampuan literasi sains peserta didik. Nilai kognitif produk meningkat dari rata-rata ketuntasan klasikal 55,88 % siklus I menjadi 100 % pada siklus II, nilai kognitif proses LKPD dan poster menunjukkan peningkatan siklus I 76% dan 14,14 % kategori sedang, pada siklus II 80,57 % dan 19,14 % kategori tinggi. Nilai afektif meningkat dari 70,34 % kategori baik ke 86,03 % kategori sangat baik. Nilai psikomotorik 77,45 % kategori baik ke 87,99 % kategori baik. Kemampuan literasi sains meningkat 74,18 % kategori cukup menjadi 87,45 % kategori sangat baik. Respon siswa terhadap pembelajaran yaitu rata-rata 87,84 % menunjukkan respon yang sangat positif. Dengan demikian pembelajaran menerapkan model PBM dapat meningkatkan hasil belajar dan kemampuan literasi sains peserta didik kelas XI pada materi sistem ekskresi. 

Kata Kunci :  Hasil belajar, Literasi Sains, Pembelajaran Berbasis Masalah, Penelitian Tindakan Kelas, Sistem Ekskresi.