Tujuan penelitian ini adalah menumbuhkembangkan keterampilan berpikir kritis mahasiswa pada konsep gelombang melalui kolaborasi penerapan strategi kooperatif dan pemecahan masalah. Model kuasi eksperimen dengan disain pretest-posttest control group digunakan dalam penelitian ini. Tes objektif dilengkapi alasan digunakan dalam pengumpulan data. Hasil penelitian menyatakan penumbuhkembangan keterampilan berpikir kritis dengan indikator memberi penjelasan sederhana dan membangun keterampilan dasar diperoleh skor 66,3 dan 64,4; sedangkan indikator menyimpulkan dan memberi penjelasan lanjut dicapai skor 54,7 dan 23,7 (skala 100). N-gain kelompok eksperimen 54 dan kontrol 42; sedangkan skor penguasaan konsep gelombang sebesar 62,6 dan 52,5 (skala 100). disimpulkan bahwa pemahaman konsep gelombang dapat ditingkatkan melalui pembelajaran kooperatif dan pemecahan masalah berkolaborasi.