Penelitian bertujuan untuk mengetahui : (1) kemampuan pemecahan masalah matematika yang lebih baik antara pembelajaran dengan menggunakan model NHT atau dengan model pembelajaran langsung pada materi peluang; (2) minat belajar yang menghasilkan kemampuan pemecahan masalah matematika yang lebih baik, siswa minat belajar tinggi, sedang, rendah pada materi peluang; (3) pada setiap model pembelajaran yang menghasilkan kemampuan pemecahan masalah matematika lebih baik antara siswa dengan minat belajar tinggi, sedang, rendah pada materi peluang; dan (4) pada setiap kategori minat belajar yang menghasilkan kemampuan pemecahan masalah matematika lebih baik, model NHT, atau model pembelajaran langsung pada materi peluang. Penelitian ini termasuk jenis eksperimental semu. Populasi penelitian adalah seluruh siswa kelas X SMA Negeri 1 Cepogo tahun ajaran 2022/2023. Sampel penelitian ini adalah siswa kelas X-6 sebagai kelas eksperimen dan X-2 sebagai kelas kontrol yang diambil dengan teknik cluster random sampling. Teknik pengumpulan data menggunakan metode tes dan angket. Analisis data yang digunakan adalah uji anava dua jalan sel tak sama, dilanjutkan uji komparasi ganda dengan taraf signifikan 5%. Berdasarkan hasil analisis, disimpulkan bahwa : (1) model pembelajaran NHT menghasilkan kemampuan pemecahan masalah matematika yang lebih baik daripada model pembelajaran langsung; (2) siswa dengan minat belajar tinggi, sedang, rendah mempunyai kemampuan pemecahan masalah matematika yang berbeda; (3) pada setiap model pembelajaran, siswa dengan minat belajar tinggi, sedang, rendah mempunyai kemampuan pemecahan masalah matematika yang berbeda; (4) pada setiap kategori minat belajar, model pembelajaran NHT mempunyai kemampuan pemecahan masalah matematika yang lebih baik daripada model pembelajaran langsung.