Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan informasi apakah terdapat perbedaan yang signifikan antara kemampuan pemecahan masalah matematis siswa yang belajar dengan model pembelajaran PBL dan model pembelajaran two stay two stray. Penelitian dilaksanakan di SMP Negeri 89 Jakarta pada kelas VII semester genap tahun pelajaran 2016/2017 pada pokok bahasan segiempat dan segitiga. Penelitian ini dilaksanakan selama bulan Mei 2017.
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen semu (quasi eksperiment). Pengambilan sampel dilakukan dengan teknik multistage sampling. Langkah pertama dengan menggunakan teknik simple random sampling, yaitu pemilihan sekolah dari 6 SMP Negeri di Kecamatan Grogol Petamburan yang berakreditasi A. Selanjutnya, menggunakan teknik purposive sampling, yaitu memilih satu dari dua guru yang mengajar matematika di kelas VII. Langkah terakhir dengan menggunakan cluster random sampling untuk menentukan kelas yang akan menjadi sampel penelitian, yaitu kelas eksperimen I (model pembelajaranproblem based learning) dan kelas eksperimen II (model pembelajaran two stay two stray). Kedua kelas eksperimen yang dipilih berasal dari populasi yang berdistribusi normal, homogen, dan memiliki kesamaan rata-rata. Instrumen penelitian yang digunakan adalah hasil tes kemampuan pemecahan masalah matematis pada materi segiempat dan segitiga. Tes tersebut berbentuk soal uraian sebanyak 5 soal yang telah diuji validitas dan reliabilitasnya terlebih dahulu.
Berdasarkan perhitungan data hasil penelitian, kedua kelas eksperimen berasal dari populasi yang berdistribusi normal dan memiliki varians yang sama atau homogen. Pengujian hipotesis dilakukan dengan menggunakan statistik uji-t dengan varians sama pada taraf signifikansi α = 0,05. Berdasarkan hasil perhitungan, nilai , sedangkan nilai , maka dan H0 ditolak. Oleh karena tolak H0, dapat disimpulkan bahwa terdapat perbedaan kemampuan pemecahan masalah matematis siswa Sekolah Menengah Pertama di Kecamatan Grogol Petamburan pada materi segiempat dan segitiga antara siswa yang belajar dengan model pembelajaran problem based learning dan siswa yang belajar dengan model pembelajaran two stay two stray. Selanjutnya, berdasarkan rata-rata hasil tes kemampuan pemecahan masalah matematis siswa Sekolah Menengah Pertama di Kecamatan Grogol Petamburan pada materi segiempat dan segitiga yang belajar dengan model pembelajaran problem based learning lebih tinggi dari siswa yang belajar dengan model pembelajaran two stay two stray.