Abstrak. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui signifikansi perbedaan penerapan model discovery learning dan POGIL dalam meningkatkan pemahaman konseptual keterampilan proses fisika dan IPA ditinjau dari kemampuan berpikir logis siswa SMA Negeri 4 Kendari. Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini adalah 1) tes pemahaman konsep fisika berbentuk pilihan ganda; 2) tes keterampilan proses sains dalam bentuk pilihan ganda; 3) tes kemampuan berpikir logis. Dalam penelitian ini diperoleh hasil sebagai berikut: 1) terdapat perbedaan pemahaman konseptual siswa yang belajar melalui model POGIL dan model Discovery Learning; 2) terdapat perbedaan yang signifikan keterampilan proses sains (KPS) siswa yang belajar melalui model POGIL dan model Discovery Learning; 3) tidak terdapat perbedaan pemahaman konsep siswa yang memiliki kemampuan berpikir logis konkrit secara signifikan antara siswa yang dibelajarkan dengan model POGIL dan model Discovery Learning; 4) tidak terdapat perbedaan pemahaman konsep siswa yang memiliki kemampuan berpikir logis transisional yang signifikan antara siswa yang diajar dengan model POGIL dan model Discovery Learning; 5) terdapat perbedaan pemahaman konseptual siswa yang memiliki kemampuan berpikir logis formal yang signifikan antara siswa yang diajar dengan model POGIL dan model Discovery Learning; 6) terdapat perbedaan yang signifikan keterampilan proses sains (KPS) siswa yang memiliki kemampuan berpikir logis dan konkrit antara siswa yang diajar dengan model POGIL dan model Discovery Learning; 7) tidak terdapat perbedaan yang signifikan keterampilan proses sains (KPS) siswa yang memiliki keterampilan berpikir logis transisional antara siswa yang dibelajarkan dengan model POGIL dan model Discovery Learning; dan 8) tidak terdapat perbedaan yang signifikan keterampilan proses sains (KPS) siswa yang memiliki kemampuan berpikir logis formal antara siswa yang dibelajarkan dengan model POGIL dan model Discovery Learning. Kata Kunci: model pembelajaran discovery, model POGIL, pemahaman konsep fisika, keterampilan proses sains, kemampuan berpikir logis