Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan alat praktikum muai panjang thermal diharapkan untuk meningkatkan keterampilan proses sains (KPS) siswa SMA pada materi pemuaian pada batang logam. Penelitian ini dilakukan di SMAN 2 Bekasi kelas XI dengan membandingkan kelas kontrol dan kelas eksperimen. Penelitian ini menggunakan pendekatan Analyze, Design, Develop, Implement, Evaluate (ADDIE) untuk menganalisis, mendisain, mengembangkan, mengimplementasikan dan mengevaluasi alat praktikum muai panjang thermal. Uji kelayakan set praktikum alat muai thermal panjang dilakukan dua cara yakni dengan melakukan percobaan dan uji validasi dari ahli. Hasil percobaan untuk koefisien muai panjang batang besi terdapat selisih sebesar 3,09 % dari nilai referensi, koefisien muai panjang kuningan terdapat selisih 5,81% dari nilai referensi dan koefisien muai panjang alumnium terdapat selisih 7,39% dari nilai referensi, ketiga nilai hasil percobaan ini masih dibawah taraf penerimaan kesalahan yakni di bawah 10%. Uji validasi tidak hanya dilakukan oleh para ahli untuk materi dan media, tetapi juga divalidasi oleh pengguna. Hasil dari ahli media yaitu 85,5%, dari ahli materi 86,1% dan hasil ujicoba pada pengguna didapat 93,9% dari guru dan 85,4% dari siswa. Untuk menguji alat muai panjang termal digunakan uji n-gain, hasil n-gain pada setiap kelas kontrol dan eksperimen kemudian dibandingkan untuk melihat peningkatan KPS pada masing-masing kelas. Terdapat peningkatan nilai KPS kelas eksperimen 7,3% lebih tinggi dari kelas kontrol, dimana nilai KPS pada kelas eksperimen meningkat sebesar 47,8%. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa alat praktikum alat muai panjang thermal layak digunakan dan dapat meningkatkan keterampilan proses sains siswa SMA.