Mengintegrasikan pengembangan high order thinking skill (HOTS) di dalam pembelajaran menjadi urgensi saat ini dalam rangka menjawab tantangan abad ke-21. Namun, data penelitian di salah satu SMA Kristen di Tangerang menunjukkan siswa kelas X IPA belum menguasai keterampilan ini. Diketahui siswa tidak memiliki kesempatan untuk mengembangkan HOTS karena pembelajaran kimia secara online cenderung didominasi oleh guru akibat keterbatasan waktu pertemuan synchronous. Pemilihan model flipped classroom sebagai solusi dari permasalahan ini membawa kepada tujuan penulisan, yakni untuk mendeskripsikan perkembangan HOTS siswa melalui penerapan model flipped classroom berbasis pembelajaran online. Melalui metode kualitatif deskriptif, didapatkan bahwa desain instruksional model flipped classroom dapat mengupayakan pengembangan HOTS siswa di dalam pembelajaran. Siswa belajar secara mandiri sembari mengerjakan tugas pada sesi pre-class dan dilanjutkan dengan mengerjakan aktivitas pendekatan kontekstual pada sesi in-class. Terakhir, sesi post-class difokuskan dengan pengukuran perkembangan HOTS siswa melalui asesmen berbasis HOTS. Hasil penerapan model ini menunjukkan adanya perkembangan HOTS siswa selama dua pertemuan. Penerapan model flipped classroom dapat menjadi solusi bagi guru untuk memfasilitasi pengembangan keterampilan ini sekaligus menuntun siswa untuk menyadari tanggung jawabnya di hadapan Allah. Berkaca dari hasil penerapan model ini, penulis menyarankan untuk mendiagnosis kemandirian siswa untuk belajar serta memantau pelaksanaan sesi pre-class.