Model problem based learning yang dipakai saat ini, masih berlaku secara umum untuk semua jenjang pendidikan sehingga sasaran dari penelitian ini tidak tercapai keterampilan berpikir kritis mahasiswa. Oleh Karena itu penulis memodifikasi model PBL dengan mengintegrasikan FC didalamnya, karena diharapkan pemodifikasian ini mampu menjadi ideal yang berpengaruh terhadap keterampilan berpikir kritis mahasiswa. Tujuan dari penelitian ini adalah memodifikasi model yaitu model PBL diintegrasikan dengan FC menggunakan teknik sintesis Lee dan Jang dan pendekatan Theory-Driven Conceptual Instruction Design, penelitian ini bermaksud untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa matematika. Dengan menggunakan uji-t, tahap percobaan dilanjutkan dengan menggunakan model tipe F1-O1-S1-A1. Tahapan pengembangan konseptual modifikasi model PBL diawali dengan analisis studi literature dan informasi terbaru yang berkaitan dengan pola matematikawan bekerja serta melakukan proses validasi dengan teknik Delphi tiga putaran. Sedangkan pada tahap eksperimen meliputi uji pengaruh modifikasi model PBL dengan mengintegrasikan FC dalam meningkatkan keterampilan berpikir kritis mahasiswa matematika. Pengembangan konseptual modifikasi model PBL-FC menghasilkan 5 tahapan yaitu: 1). Mereview dan menyajikan masalah; 2). Memahami dan mendorong penyelesaian masalah; 3). Menfasilitasi dan memproses rencana penyelesaian; 4). Membahas hasil penyelesaian dan memberikan penguatan dan 5). Mengevaluasi dan menyimpulkan pembelajaran. Mahasiswa yang menggunakan model PBL-FC memiliki keterampilan berpikir kritis yang lebih baik dibandingkan dengan mahasiswa yang menggunakan model pembelajaran langsung, sesuai dengan hasil uji t pada tahap eksperimen yang menunjukkan nilai signifikan sebesar 0,001. Berdasarkan hasil temuan dapat disimpulkan bahwa tahap modifikasi berpengaruh terhadap keterampilan berpikir kritis mahasiswa dalam matematika.
