Kemampuan scientific reasoning merupakan salah satu aspek pengetahuan penting yang menjadi tuntutan pada pembelajaran abad 21. Kemampuan penalaran ilmiah ini mampu diterapkan pada pembelajaran IPA sebagai kontribusi dalam keterampilan kognitif siswa dan dapat dijadikan sebagai bekal siswa untuk menyambut tantangan global, namun faktanya kemampuan scientific reasoning siswa masih tergolong rendah. Model pembelajaran yang dapat menjadikan kondisi pembelajaran lebih aktif dan memberikan kesempatan siswa dalam meningkatkan kemampuan nalarnya yaitu Learning Cycle 5E. Pelaksanaan pembelajaran perlu disertai bahan ajar yang mendukung supaya pembelajaran berlangsung dengan baik. Penelitian ini menawarkan inovasi pembelajaran melalui penerapan model Learning Cycle 5E disertai LKPD yang terdapat bantuan berupa diagram berpikir multidimensi pada pembelajaran IPA SMP untuk mempermudah siswa memahami konsep pelajaran sehingga kemampuan scientific reasoning siswa dapat meningkat. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh dan peningkatan kemampuan scientific reasoning siswa menggunakan model Learning Cycle 5E disertai LKPD berbasis diagram berpikir multidimensi. Penelitian ini berjenis quasi eksperimen dan desain non-equivalent control group design. Tempat penelitian berada di SMP Negeri 3 Jember pada kelas 8 yang jumlah siswa masing-masing pada kelas kontrol dan eksperimen sebanyak 31 siswa. Hasil dari penelitian ini menyatakan bahwa pembelajaran dengan model Learning Cycle 5E disertai LKPD berbasis diagram berpikir multidimensi berpengaruh signifikan terhadap kemampuan scientific reasoning siswa. Kemampuan scientific reasoning siswa mengalami peningkatan seusai siswa mengikuti pembelajaran dengan menggunakan model learning cycle 5E disertai LKPD berbasis diagram berpikir multidimensi secara aktif.