Penelitian ini bertujuan untuk mendeskripsikan: 1) level berpikir probabilistik siswa SMP Negeri 2 Rembang yang secara formal belum mendapatkan pembelajaran tentang peluang pada konstruk ruang sampel; 2) Level berpikir probabilistik siswa SMP Negeri 2 Rembang yang secara formal belum mendapatkan pembelajaran tentang peluang pada konstruk peluang eksperimental dari suatu kejadian; 3) Level berpikir probabilistik siswa SMP Negeri 2 Rembang yang secara formal belum mendapatkan pembelajaran tentang peluang pada konstruk perbandingan peluang.

Penelitian ini merupakan penelitian kualitatif dengan menggunakan studi kasus. Subjek penelitian ini adalah siswa kelas VII SMP Negeri 2 Rembang tahun ajaran 2020/2021 yang diambil melalui teknik purposive sampling, dimana siswa yang terpilih memenuhi kriteria: 1) siswa tersebut belum mendapatkan materi tentang peluang, 2) berdasarkan penggolongan kemampuan awal tinggi, sedang dan rendah (masing-masing 2 siswa disetiap kategori), 3) rekomendasi guru dan kemampuan siswa dalam mengungkapkan gagasan atau ide secara verbal maupun tertulis untuk kelancaran dalam berkomunikasi antara peneliti dengan subjek penelitian. Dengan kriteria tersebut, subjek penelitian terdiri atas 6 siswa dari kelas VII.7 (2 siswa dengan kemampuan awal tinggi, 2 siswa dengan kemampuan awal sedang, dan 2 siswa dengan kemampuan awal rendah). Instrumen utama adalah peneliti dan instrumen pendukung adalah tugas yang berupa masalah probabilistik dan pedoman wawancara. Validasi data yang digunakan adalah triangulasi waktu. Teknik analisis data dengan langkah-langkah: mentranskrip data, menelaah data, mereduksi data, mengkategorisasikan data, memvalidasi data, dan menarik simpulan.

Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa: 1) Pada konstruk ruang sampel, level berpikir siswa kemampuan awal tinggi berada pada level kuantitatif informal. Level berpikir probabilistik pada siswa kemampuan awal sedang berada pada level kuantitatif informal. Level berpikir probabilistik siswa kemampuan awal rendah berada pada level kuantitatif informal; 2) Pada konstruk peluang suatu kejadian, level berpikir probabilistik siswa kemampuan awal tinggi berada pada level numerik. Level berpikir probabilistik siswa kemampuan awal sedang berada pada level kuantitatif informal. Level berpikir probabilistik siswa kemampuan awal rendah berada pada level numerik; 3) pada konstruk perbandingan peluang, level berpikir siswa kemampuan awal tinggi berada pada level numerik. Level berpikir probabilistik siswa kemampuan awal sedang berada pada level kuantitatif informal. Level berpikir probabilistik siswa kemampuan awal rendah berada pada level numerik.