Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen dengan pendekatan kuantitatif dengan metode penelitian treatment by level 2..2 dengan menerapkan dua perlakuan yaitu metode Structure Exercise Methode (SEM) berbantuan Mind Map dan metode problem solving terhadap kemampuan penalaran matematis ditinjau dari kemampuan awal siswa. Populasi dalam penelitian ini adalah sebanyak 128 siswa Madrasah Tsanawiyah (MTs) yang ada di Kabupaten Tangerang. Sampel penelitian adalah siswa kelas VII Daar El Qolam 1 dan Daar El Qolam 4 yang diambil secara acak
terpilih 2 kelas siswa yang belajar dengan metode Structure Exercise Methode (SEM) berbantuan Mind Map sebagai kelas eksperimen I dan 2 kelas siswa yang belajar dengan metode problem solving kelas eksperimen II. Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini meliputi soal tes kemampuan penalaran matematis. Analisis data menggunakan uji perbedaan dua rata-rata dan uji ANOVA dua jalur menggunakan General Linear Model Univariate Analysis. Berdasarkan hasil penelitian, simpulan penelitian ini adalah (1) kemampuan penalaran matematis, kelompok siswa yang belajar menggunakan metode problem solving lebih tinggi dari kelompok siswa yang belajar menggunakan metode SEM berbantuan Mind Map, (2) Terdapat interaksi antara metode problem solving dan metode SEM berbantuan Mind Map terhadap kemampuan penalaran, (3) Kemampuan penalaran matematis siswa berkemampuan awal tinggi, kelompok siswa yang belajar menggunakan metode problem solving lebih rendah dari kelompok siswa yang belajar dengan metode SEM berbantuan Mind Map, dan (4) Kemampuan penalaran matematis siswa berkemampuan awal rendah, kelompok siswa yang belajar menggunakan metode problem solving lebih rendah dari kelompok siswa yang belajar menggunakan metode SEM berbantuan Mind Map. Temuan selama penelitian menunjukkan bahwa terdapat konstribusi dari setiap pembelajaran, diantaranya: (1) pembelajaran menggunakan metode Structure Exercise Methode (SEM) berbantuan Mind Map dan metode problem solving memberikan kesempatan kepada siswa berpikir secara mandiri, (2) selama proses pembelajaran secara berkelompok mendorong siswa mempunyai daya nalar yang tinggi dan kreatif dalam menyelesaikan soal-soal yang diberikan, (3) kegiatan ini mampu memberikan kepuasan tersendiri dan rasa percaya diri dalam diri siswa. Lebih
lanjut siswa dilatih untuk mampu secara mandiri maupun berkelompok mempertanggungjawabkan hasil kerjanya.