Kurikulum 2013 atau sering disebut dengan kurtilas yang saat ini diterapkan oleh pemerintah disetiap sekolah menuntut siswa untuk berpikir tingkat tinggi, hal ini ditujukan dengan adanya beberapa kata kerja operasional yang menunjukkan berpikir tingkat tinggi siswa di dalam kompetensi inti (KI) kurikulum 2013. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan kemampuan berpikir tingkat tinggi siswa dengan menggunakan metode pembelajaran berbasis labolatorium alam dan ruang pada materi dunia tumbuhan kelas x semester genap di SMA Muhammadiyah Kudus. Jenis penelitian ini adalah Quasi Experimental Design. Populasi dan sampelnya adalah seluruh siswa kelas X MIPA SMA Muhammadiyah Kudus yang berjumlah 56 siswa yang terdiri dari 2 kelas, yaitu kelas X MIPA 1 dan X MIPA 2 dimana kelas X MIPA 1 sebagai kelas eksperimen 1 yang diberi perlakuan dengan menggunakan metode labolatorium alam dan kelas X MIPA 2 1 sebagai kelas eksperimen 1 yang diberi perlakuan dengan menggunakan metode labolatorium ruang. Penilaian dengan menggunakan soal pretest dan posttest berbasis HOTS (High Order Thinking Skill) di uji keefektifannya dengan menggunakan t-test dan N-Gain. Hasil perhitungan t-test menunjukkan thitung = 0,35sedangkan ttabel = 2.00, karena t hitung < t tabel maka Ho diterima dan Ha ditolak. Analisis tahap akhir dengan uji t perbedaan dua rata-rata menghasilkan thitung =-0,366 sedangkan ttabel = 2.00, karena t hitung < t tabel, maka Ho diterima dan Ha ditolak, artinya terdapat perbedaan yang signifikan antara penggunaan dua metode tersebut. Hasil yang sama ditunjukkan pada uji N-Gain dimana pada kelas eksperimen 1 sebesar 0.39(kategori sedang) sedangkan untuk kelas eksperimen 2 sebesar 0,40 (kategori sedang), maka terdapat perbandingan kemampuan berpikir tingkat tinggi siswa antara penggunaan metode berbasis labolatorium alam dan labolatorium ruang.