Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis daya ingat dan tingkat pemahaman siswa pada materi struktur atom dengan menggunakan model pembelajaran direct learning. Penelitian ini menggunakan jenis penelitian kuantitatif deskriptif yang bertujuan untuk mendeskripsikan atau menggambarkan informasi dengan variabel yang diteliti. Teknik pengambilan sampel menggunakan teknik cluster random sampling yaitu teknik pengambilan sampel secara acak. Populasi pada penelitian ini adalah seluruh siswa kelas X IPA yang terdiri dari X
IPA 1, X IPA 2 dan X IPA 3. Sampel penelitian ini berjumlah 64 orang siswa dari kelas X IPA SMA Negeri 7 Samarinda. Indikator daya ingat meliputi memori sensori, memori jangka pendek, dan memori jangka panjang. Pada indikator tingkat pemahaman meliputi menerjemahkan, menafsirkan dan mengekstrapolasi. Hasil penelitian ini menunjukkan secara keseluruhan daya ingat indikator memori sensori, memori jangka pendek dan memori jangka panjang berada dalam kategori sangat baik. Kemampuan daya ingat secara keseluruhan berada dalam kategori
sangat baik. Hasil penelitian tingkat pemahaman pada indikator menerjemahkan dan menafsirkan dalam kategori sangat baik, indikator mengekstrapolasi dalam kategori baik. Kemampuan tingkat pemahaman secara keseluruhan dalam kategori baik.