Pembelajaran dengan menggunakan model pembelajaran problem solving berorientasi HOTS (Higher Order Thinking Skills) memungkinkan siswa untuk berperan aktif dan berpikir kritis dalam pembelajaran sehingga siswa tidak cepat lupa dengan apa yang telah dipelajari dan mampu meningkatkan hasil belajar peserta didik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keefektifan model pembelajaran problem solving berorientasi HOTS (high order thinking skill) dalam meningkatkan hasil belajar siswa kelas X materi usaha dan energi di MA An Nidham Kalisari Sayung Demak. Jenis penelitian yang digunakan adalah penelitian eksperimen dengan pendekatan kuantitatif. Penelitian ini menggunakan pendekatan True Experimental Design dengan Posttest-Only control design. Hasil penelitian diperoleh rata-rata hasil belajar siswa kelas eksperimen sebesar 74,44 dan kelas kontrol sebesar 72. Hasil penelitian dianalisis dengan uji t. Berdasarkan uji t diperoleh t hitung = 2,116 dan t tabel = 2,000. Karena thitung>ttabel, maka Ho ditolak dan Ha diterima yang menunjukkan bahwa hasil belajar Fisika dengan penerapan model pembelajaran problem solving berorientasi HOTS lebih tinggi dibanding dengan metode konvensional pada materi materi usaha dan energi kelas X di MA An Nidham Kalisari Sayung Demak.