Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui peningkatan hasil belajar kognitif dan melihat besarnya peningkatan tersebut pada siswa dalam materi sifat koligatif larutan dengan penerapan model pembelajaran Problem Based Learning (PBL). Penelitian ini merupakan Penelitian Tindakan Kelas (Classroom Action Research) yang dilakukan selama 2 siklus. Penelitian ini dilakukan pada 35 siswa kelas XII IPA SMA Negeri Karas Fakfak. Hasil tes dan catatan observasi (pengamatan) digunakan sebagai data. Data yang diperoleh dianalisis menggunakan teknik analisis deskriptif dengan bantuan Microsoft Excel 2016 untuk menggambarkan peningkatan setiap siklusnya. Terlihat adanya peningkatan hasil belajar siswa yang telah mencapai KKM ≥ 75. Berdasarkan hasil penelitian, hasil belajar siswa mengalami peningkatan dari siklus I ke siklus II dengan nilai ketuntasan diperoleh masing-masing yaitu dari 40% menjadi 71%. Hasil observasi pembelajaran Berbasis masalah (PBL) mendapat tanggapan yang baik dari siswa. Hal ini menunjukkan bahwa pembelajaran melalui model PBL berpengaruh positif terhadap siswa dalam proses belajar mengajar serta meningkatkan hasil belajar kognitif siswa kelas XII IPA SMA Negeri Karas Fakfak pada materi Sifat Koligatif Larutan dengan peningkatan sebesar 31%.