Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui: 1) manakah model pembelajaran yang menghasilkan kemampuan pemecahan masalah yang lebih baik, tipe NHT, TPS, atau langsung; 2) manakah yang menghasilkan kemampuan pemecahan masalah yang lebih baik, siswa dengan gaya kognitif visualizer, verbalizer, atau negligible; 3)manakah pada masing-masing tingkat gaya kognitif yang menghasilkan kemampuan pemecahan masalah yang lebih baik penggunaan model pembelajaran tipe NHT, tipe TPS atau langsung; 4)manakah  pada masing-masing model pembelajaran tipe NHT, tipe TPS atau langsung yang menghasilkan kemampuan pemecahan masalah yang lebih baik siswa dengan gaya kognitif visualizer, verbalizer atau negligible. Jenis penelitian quasi experimental research dengan populasi siswa pada 8 SMAN dan sampel 279 siswa pada 3 SMAN di Kabupaten Pacitan. Teknik pengumpulan data yang digunakan adalah tes kemampuan pemecahan masalah dan angket gaya kognitif.

Hasil penelitian disimpulkan bahwa: 1) model pembelajaran NHT menghasilkan kemampuan pemecahan masalah yang lebih baik dibandingkan dengan model pembelajaran TPS dan langsung, model pembelajaran TPS menghasilkan kemampuan pemecahan masalah yang lebih baik dibandingkan dengan model pembelajaran langsung; 2) siswa dengan gaya kognitif visualizer menghasilkan kemampuan pemecahan masalah lebih baik daripada siswa dengan gaya kognitif verbalizer, siswa dengan gaya kognitif verbalizer menghasilkan kemampuan pemecahan masalah yang lebih baik daripada siswa dengan gaya kognitif negligible;  3)  siswa dengan gaya kognitif visualizer yang diberi model pembelajaran NHT menghasilkan kemampuan pemecahan masalah yang lebih baik dibandingkan dengan siswa dengan gaya kognitif yang diberi model pembelajaran TPS, siswa dengan gaya kognitif visualizer yang diberi model pembelajaran NHT menghasilkan kemampuan pemecahan masalah yang lebih baik dibandingkan dengan siswa dengan gaya kognitif yang diberi model pembelajaran langsung, siswa dengan gaya kognitif verbalizer yang diberi model pembelajaran NHT menghasilkan kemampuan pemecahan masalah yang lebih baik dibandingkan dengan siswa dengan gaya kognitif verbalizer yang diberi model pembelajaran langsung; 4) pada model pembelajaran NHT, siswa dengan gaya kognitif visualizer menghasilkan kemampuan pemecahan masalah yang lebih baik dibandingkan dengan siswa yang memiliki gaya kognitif negligible