Penelitian dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh model problem based learning (PBL) terhadap keterampilan memecahkan masalah, hasil belajar kognitif, dan mengetahui respon mahasiswa pada perkuliahan pengetahuan lingkungan dan kependudukan, menggunakan metode eksperimen dengan rancangan Pretest-postest Control Group Design. Populasi dalam penelitian ini adalah mahasiswa yang memprogramkan mata kuliah pengetahuan lingkungan dan kependudukan pada Program Studi Pendidikan Biologi Fakultas Tarbiyah IAIN Ar-Raniry. Kelas eksperimen dibelajarkan dengan pembelajaran berbasis PBL, sedangkan kelas kontrol dibelajarkan dengan pembelajaran konvensional. Analisis data tentang pengaruh model PBL terhadap keterampilan memecahkan masalah dan hasil belajar kognitif dilakukan dengan uji-t (Independent Samples t Test). Respon mahasiswa dianalisis dengan menginterpretasikan persentase tanggapan yang diberikan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terjadi peningkatan yang signifikan terhadap keterampilan memecahkan masalah (thit. 11,181 > ttab. 2,005) dan hasil belajar kognitif (thit. 6,297 > ttab. 2,005) mahasiswa yang dibelajarkan melalui model PBL. Respon mahasiswa untuk pernyataan positif yaitu 92,4% (tinggi) dan negatif 94,4% (tinggi), dengan demikian pembelajaran menggunakan model PBL dinyatakan berpengaruh terhadap peningkatan keterampilan memecahkan masalah dan hasil belajar kognitif mahasiswa pada perkuliahan pengetahuan lingkungan dan kependudukan. Kata Kunci: problem based learning, keterampilan memecahkan masalah, hasil belajar kognitif, dan pencemaran