Kimia tidak dapat dipisahkan dari fenomena kehidupan. Mengkaitkan fenomena nyata dalam kehidupan sehari-hari dalam pembelajaran kimia menjadi strategi yang efektif dalam mengembangkan kemampuan berpikir tingkat tinggi peserta didik, salah satu indikatorya adalah kemampuan bertanya. Pengalaman konkret peserta didik dari fenomena nyata dalam kehidupan menjadi ciri dan bekal penting dalam pelaksanaan model pembelajaran experiential learning. Pemberian permasalahan nyata berdasarkan fenomena dalam kehidupan pada peserta didik juga menjadi ciri khas dalam pelaksanaan model pembelajaran problem based learning.
Tujuan penelitian ini untuk mengetahui adakah perbedaan kemampuan bertanya dan pemahaman konsep peserta didik antara yang menggunakan model pembelajaran experiential learning dan problem based learing pada materi senyawa karbon. Penelitian ini menggunakan Pretest-Posttest Nonequivalent Control Group Design. Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh siswa kelas XII MIA SMA Negeri 1 Welahan dengan teknik pengambilan sampel menggunakan cluster sampling dan diperoleh kelas XII MIA 3 sebagai kelompok eksperimen 1 (menggunakan experiential learning) dan XII MIA 2 sebagai kelompok eksperimen 2 (menggunakan problem based learning). Instrumen penelitian yang digunakan berupa angket kemampuan bertanya, soal tes pemahaman konsep, wawancara, observasi, angket respon siswa, dan dokumentasi.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai rerata kemampuan bertanya peserta didik pada kelompok eksperimen 1 (rata-rata 22,07) lebih tinggi dibandingkan kelompok eksperimen 2 (rata-rata 20,48). Hal yang sama ditunjukkan dari nilai rerata pemahaman konsep peserta didik pada kelompok eksperimen 1 (rata-rata 73,09) lebih tinggi dibandingkan kelompok eksperimen 2 (rata-rata 66,36). Setelah dilakukannya uji t pada taraf signifikansi 5% diperoleh thitung = 3,203 > ttabel = 1,995 yang artinya terdapat perbedaan kemampuan bertanya peserta didik antara kelompok eksperimen 1 dan kelompok eksperimen 2, dan diperoleh thitung = 2,332 > ttabel = 1,995 yang artinya terdapat perbedaan pemahaman konsep peserta didik antara kelompok eksperimen 1 dan kelompok eksperimen 2. Berdasarkan hasil perhitungan angket respon peserta didik terhadap model pembelajaran experiential learning dan problem based learning mendapatkan respon yang positif dari peserta didik dari kedua model pembelajaran tersebut.