The development of the 21 century learning era and of the industrial revolution 4.0, brought the world of education into the arena of competition in all aspects of life. Current advances in science and technology provide their own challenges for teachers in designing a learning model to produce students according to current 21 century competencies. Education today has not been able to produce quality 21 century learners who have the ability to think critical, think creative and think reflective. A challenge for an educator in designing an appropriate learning model. This study aims to see whether the application of the research-based learning model is able to develop the ability to think critically, think creatively, and reflectively think students in biology learning. The method used in this study was Classroom Action Research by Mc. Kernans which was conducted over two cycles. The results of this study that the application of the research-based learning model is able to improve the ability to think critical, think creative, and reflective think of students in biology subject/Perkembangan era 21 century learning dan perkembangan revolusi industri 4.0, membawa dunia pendidikan memasuki arena kompetisi dalam segala aspek kehidupan. Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini memberikan tantangan tersendiri bagi guru dalam merancang sebuah model pembelajaran untuk menghasilkan siswa sesuai kompetensi abad 21 saat ini. Pendidikan saat ini belum mampu menghasilkan kualitas siswa abad 21 yang memiliki kemampuan berpikir kritis, berpikir kreatif dan berpikir reeflektif. Sebuah tantangan tersendiri bagi seorang pendidik dalam merancang sebuah pemodelan pembelajaran yang tepat. Penelitian ini bertujuan untuk melihat apakah penerapan model research-based learning mampu mengembangkan kemampuan berpikir kritis, berpikir kreatif, dan berpikir reflektif siswa dalam pembelajaran biologi. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah Penelitian Tindakan Kelas oleh Mc. Kernans yang dilakukan selama dua siklus. Hasil penelitian ini menjelaskan bahwa penerapan model research-based learning mampu meningkatkan kemampuan berpikir kritis, berpikir kreatif, dan berpikir reflektif siswa dalam pembelajaran biologi.