Penelitian ini bertujuan mengetahui pengaruh penggunaan album zoo vertebrata melalui lesson study terhadap keterampilan komunikasi ilmiah dan kemampuan berfikir rasional siswa di SMA N 1 Godong, Kabupaten Grobogan. Penelitian ini merupakan penelitian Pre-Experimental dengan desain One Shot Case Study melalui lesson study yang terdiri dari tiga tahapan yaitu perencanaaan, pelaksanaan, dan refleksi. Populasi pada penelitian ini adalah seluruh siswa kelas X semester genap tahun pelajaran 2015/2016. Pengambilan sampel menggunakan teknik purposive sampling dengan sampel yang digunakan yaitu kelas X IPA 1. Variabel bebas berupa album zoo vertebrata dan variabel terikat adalah keterampilan komunikasi ilmiah dan kemampuan berfikir rasional siswa. Data keterampilan komunikasi ilmiah dan kemampuan berfikir rasional siswa dianalisis secara deskriptif kuantitatif. Hasil penelitian menunjukkan pencapaian nilai rata-rata keterampilan komunikasi ilmiah pada tahap lesson study I adalah 66.66 sedangkan tahap lesson study II adalah 79.62 dan kemampuan berfikir rasional pada tahap lesson study I adalah 63.95 sedangkan tahap lesson study II adalah 79.38. Hasil analisis menggunakan uji dua pihak dengan taraf signifikan α = 0,05 dan dk = 40 + 38 – 2 = 76 dengan hasil  untuk keterampilan komunikasi ilmiah  menunjukkan bahwa t tabel < t hitung,  yaitu 1.67 < 3.47 dan analisis pada kemampuan berfikir rasional siswa menunjukkan bahwa t tabel < t hitung,  yaitu 1.67 < 4.02  maka H₀ ditolak sehingga dapat disimpulkan bahwa terdapat perbedaan yang signifikan. Simpulan penelitian menunjukkan bahwa penggunaan album zoo vertebrata melalui lesson study berpengaruh positif terhadap keterampilan komunikasi ilmiah dan kemampuan berfikir rasional siswa pada materi vertebrata di SMA N 1 Godong.