Keterampilan berpikir kritis adalah kemampuan dasar yang wajib dimiliki siswa dalam menghadapi era revolusi industri 4.0. Modul pembelajaran dirancang sebagai pemenuhan kebutuhan siswa untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa. Modul pembelajaran yang dikembangkan disajikan dalam bentuk flipbook. Penelitian ini bertujuan menganalisis kelayakan modul interaktif Flip-Mind, menganalisis peningkatan keterampilan berpikir kritis, dan mendapatkan gambaran respons siswa terhadap penggunaan modul interaktif dalam pembelajaran suhu dan kalor. Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode pengembangan atau Research & Development (R&D) dan menggunakan model pengembangan 4D (Define, Design, Develop, dan Disseminate). Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh siswa kelas XI SMA Negeri 8 Semarang dan sampel yang dipilih menggunakan teknik purposive sampling, yaitu kelas XI-3 sebagai kelas eksperimen, dan kelas XI-2 sebagai kelas kontrol. Desain penelitian yang digunakan adalah pre-test post-test control group design. Hasil penelitian dinyatakan bahwa hasil validasi oleh ahli materi dan media menunjukkan bahwa modul interaktif Flip-Mind memperoleh persentase kelayakan yang masuk dalam kategori “sangat layak”. Berdasarkan hasil pre-test dan post-test, keterampilan berpikir kritis siswa mengalami peningkatan rata-rata sebesar 11% dengan nilai N-Gain sebesar 62,7% yang masuk dalam kategori “sedang”. Selain itu, hasil angket menunjukkan bahwa siswa memberikan respons persentase sebesar 82% (sangat baik) terhadap penggunaan modul interaktif karena tampilannya yang interaktif, mudah digunakan, dan mampu meningkatkan keterampilan berpikir kritis. Dengan demikian, modul interaktif Flip-Mind sangat layak digunakan sebagai bahan ajar inovatif dalam pembelajaran fisika untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa.